Power Factor Correction (PFC) può essere definita come la riduzione del contenuto armonico, e / o l'allineamento dell'angolo di fase della corrente in ingresso in modo che sia in fase con la tensione di rete. Matematicamente, Fattore di potenza (PF) è pari alla forza reale (Watts) diviso per Potenza apparente (Volt Ampere *). Il concetto di base è far sembrare l'ingresso un puro resistore. I resistori hanno un fattore di potenza di 1 (unità). Ciò consente al sistema di distribuzione dell'energia di funzionare alla massima efficienza, che riduce il consumo energetico.
Gli alimentatori senza PFC utilizzano un filtro capacitivo sull'ingresso CA. Ciò si traduce nella rettifica della linea CA, provoca elevate correnti di picco alle creste della tensione CA. Queste correnti di picco portano a cadute di tensione eccessive nel cablaggio e a problemi di squilibrio nel sistema di erogazione dell'energia trifase. L'intero potenziale energetico della linea CA non viene utilizzato. Anche le correnti di picco non lineari distorcono la tensione di uscita e creano armoniche.
I circuiti PFC sono classificati in due tipi: attiva e passiva.
Il PFC passivo utilizza elementi passivi come un induttore con nucleo in ferrite sulla sorgente di ingresso per creare una reattanza di contrasto. Anche se facilmente applicabile ai circuiti di alimentazione esistenti senza troppe modifiche, il fattore di potenza è basso (60 – 80%), è necessario scegliere l'ingresso CA (115VAC / 230VAC), e le armoniche prodotte dalla differenza tra capacità e induttanza sono difficili da controllare. Potrebbero verificarsi notevoli disturbi elettromagnetici.
Il PFC attivo utilizza la tecnologia del regolatore di commutazione con elementi attivi come l'IC, FET e diodi, per creare un circuito PFC Questo circuito ha un fattore di potenza teorico superiore 95%, riduce notevolmente le armoniche totali, e si regola automaticamente per la tensione di ingresso CA. Tuttavia, richiede un filtro EMI complesso e un circuito sorgente di ingresso, ed è più costoso da costruire.
I vantaggi di un PF elevato per l'utente derivano dalla ridotta corrente CA assorbita dagli alimentatori con PF elevato, non in alcun risparmio sulle bollette elettriche, tranne nel caso degli utenti di servizi commerciali che pagano per V(oltage) xA(imperes). Ci sono due conseguenze generali:
Meno stress sul cablaggio elettrico CA: La minore corrente assorbita da un alimentatore ad alto fattore di protezione significa che c'è meno stress sul cablaggio elettrico dell'edificio. Questo può essere un grande vantaggio nel caso di edifici più vecchi con cablaggio CA di capacità inferiore. È certamente facile vedere i vantaggi in un ambiente aziendale in cui dozzine o centinaia di PC consumano energia. Se il carico attuale totale del reparto IT potesse essere ridotto del 30% o più, ciò sarebbe molto significativo per il risparmio diretto di elettricità, costo ridotto dell'aria condizionata, e possibile evitare il ricablaggio AC dell'edificio.
Riduzione dei costi UPS: Un assorbimento di corrente inferiore significa anche un gruppo di continuità di capacità inferiore (UPS) è possibile utilizzare le unità. Poiché il prezzo delle unità UPS è direttamente proporzionale alla loro capacità attuale (VA), un PF di 0.98 contro uno di 0.6 può tradursi in a 40% riduzione del costo di acquisto. Ancora, in un ambiente aziendale con centinaia o migliaia di PC, il risparmio può essere molto significativo.
Miti della PFC
Ci sono miti sulla correzione del fattore di potenza che continuano ad essere propagati da persone ben intenzionate. Affrontiamo i due più comuni:
Un PF più alto riduce la mia bolletta elettrica? No, se sei un utente domestico. Se sei un'azienda che utilizza centinaia di PC e paghi non solo per l'energia ma anche per il VA, allora si. Per ulteriori dettagli, vedere la discussione sul PFC sopra.
Il PFC rende un alimentatore più efficiente? Non nel modo normale in cui viene definita l’efficienza dell’alimentatore, che è la perdita di potenza (riscaldare) come percentuale dell'ingresso CA totale nella conversione CA-CC. Tuttavia, nel senso che Potenza apparente CA (VA) è abbassato, Il PFC riduce il consumo di energia.
La correzione del fattore di potenza viene applicata da un circuito di ingresso che utilizza una piccola quantità di potenza di ingresso. Con due alimentatori identici, dotarne uno con PFC causerà un tipico calo di efficienza del 2~4%. Molti alimentatori dotati di PFC attivo hanno anche un'elevata efficienza, poiché APFC si trova solitamente su alimentatori di qualità superiore, ma i due non sono intrinsecamente correlati.