Hvorfor er effektfaktoren vigtig, når man måler effektiviteten?

Grundlæggende om magtfaktor og effektivitet

Ingeniører, der arbejder med eksterne strømforsyninger (EPS), er ikke fremmed for effektivitetsmålinger. Da deres applikationer typisk fungerer på DC -strømforsyninger, kan der imidlertid foretages almindelige fejl, når man måler strøm på vekselstrømsiden af ​​strømforsyningen. Disse almindelige faldgruber inkluderer forkert måling eller ignorerer effektfaktoren fuldstændigt, når man beregner effektindgangseffekten, hvilket resulterer i forkerte effektivitetsmålinger. Lad os gennemgå det grundlæggende om magtfaktor og effektivitet og derefter give vejledning i, hvordan man inkluderer strømfaktor, når man måler AC. DC -effektive.

Magtfaktor og effektivitet, en gennemgang

Effektivitet ( η ) er forholdet mellem udgangseffekt og indgangseffekt:

Ligning 1: Effektivitet

I forbindelse med en ekstern strømforsyning (EPS), der beskæftiger sig med jævnstrøm, beregnes udgangseffekten ved blot at multiplicere udgangsspændingen med udgangsstrømmen ved hurtigt at give tælleren til ligningen.

Beregning af udgangseffekten

Beregning af udgangseffekten af ​​en EPS, som er DC, er simpelthen udgangsspændingen ganget med udgangsstrømmen:

Ligning 2: Udgangseffekt

Ligning 2 beregner den jævnstrøm (DC) udgangseffekt (P_DC) for en elektrisk strømforsyning (EPS) ved at multiplicere udgangsspændingen (V_DC) med udgangsstrømmen (I_DC), hvilket resulterer i strømmen målt i Watts (W).

Forståelse af magtfaktor

En almindelig fejltagelse er at anvende denne samme beregning for at opnå indgangseffekten. Dette præsenterer et problem, fordi Volt-Ampere-produktet i AC-kredsløb ikke altid svarer til den reelle effekt, og i tilfælde af, at eksterne adaptere, Volt-Ampere-produktet aldrig svarer til den reelle effekt. I AC-kredsløb er Volt-Ampere-produktet lig med de tilsyneladende effekt (er), som er relateret til den reelle Pow-ER gennem et udtryk kaldet Power Factor (PF):

Ligning 3: Tilsyneladende magt

Ligning 3 beregner de tilsyneladende effekt (er) i Volt-Amperes (VA) ved at multiplicere rodmidlet Square (RMS) spænding (VRMS) med RMS-strømmen (IRMS).

Definition af effektfaktor

Per definition er effektfaktor forholdet mellem reel magt og tilsyneladende magt, hvor tilsyneladende strøm er produktet af RMS -spænding og RMS -strøm. Først når effektfaktoren er lig med 1, svarer Volt-Ampere-produktet den reelle effekt:

Ligning 4: Power Factor

Måling af effektfaktor

Den bedste måde at måle effektfaktor på er at bruge en effektmåler som den, der er vist i figur 1 nedenfor. Disse enheder udsender den reelle effekt direkte, så strømfaktoren behøver ikke overvejes, når der beregnes effektiviteten. Foruden den reelle effekt kan disse målere måle effektfaktor, THD, strømmen for hver harmonisk og mere. Mens eksterne eksterne adaptere med lav effekt ikke har de-bined effektfaktor eller harmoniske grænser, har højere strømforsyninger specifikke regulatoriske grænser for det harmoniske indhold og effektfaktor. Standarder, såsom EN 61000-3-2, specificerer grænser for harmonisk strøm op til og med den 39. harmoniske for visse effektniveauer. Når man måler den harmoniske strøm af en strømforsyning, er en strømmåler vigtig.

Figur 1: WT210 Power Meter, der viser målinger svarende til bølgeformer

Power Factor i strømforsyninger

Du tror måske, at virkningen af ​​at udelade effektfaktoren kun vil resultere i en lille fejl, og/eller at effektfaktoren for en ekstern adapter ikke kan være så dårlig. Faktisk uden effektfaktor -korrektion kunne effektfaktoren for en ekstern adapter let være så lav som 0,5 ved en nominel belastning. En adapter med en effektfaktor på 0,5 vil have en tilsyneladende magt dobbelt så stor som den reelle magt, hvilket fører til forkerte resultater. Selv hvis strømforsyningen havde en reel effektivitet på 100%, ville denne måling kun vise 50%.

Ud over den generelle inkludering af effektfaktor i effektivitetsberegninger er det vigtigt at bemærke, at effektfaktoren er linje og belastningsafhængig. Effektivitetskrav, såsom DOE -niveau VI, kræver, at effektiviteten måles på flere punkter (25%, 50%, 75%og 100%belastning) ved både høje og lave linjespændinger. Hvis effektfaktor bruges til beregning af reel magt, skal den genmåles for hver af disse betingelser.

Strømmålere til nøjagtig effektivitetstest

Tiår med stigende regulering har gjort effektivitetstest af en af ​​de vigtigste faktorer i valg og kvalificerende strømforsyninger. Mangel på erfaring med at håndtere AC -kredsløb kan føre til testingeniører til at udelade eller forkert beregne effektfaktoren, hvilket resulterer i forkerte effektivitetsnumre. Ved test af eksterne adaptere eller enhver AC-DC-strømforsyning er den bedste metode til beregning af den reelle effektindgang ved hjælp af en strømmåler. Disse enheder måler ikke kun reel strøm direkte, men kan måle strømmen, der er forbundet med de individuelle harmonik, og give et komplet billede af strømforsyningsindgangen.

Power Factor er på listen over bekymringer for designere af stort set alle enheder, der trækker betydelig strøm fra et hovedstik, såvel som for ingeniører i tunge elektriske sektorer. Power Factor -målet, der er baseret på lovgivning, plus effektivitet, komponentomkostninger og volumen/bestyrelsesplads skal overvejes.

Kspower har designet aktiv effektfaktor korrektion i langt de fleste af sine AC-DC-strømforsyninger, der er vurderet til 10 5 W og derover for at hjælpe med at lette implementeringen og sikre overholdelse af OEM'er.