Miért fontos a teljesítménytényező a hatékonyság mérésekor?

A teljesítménytényező és a hatékonyság alapjai

A külső tápegységekkel (EPS) dolgozó mérnökök nem idegenek a hatékonysági mérésekhez. Mivel azonban alkalmazásaik általában egyenáramú tápegységeken működnek, gyakori hibákat lehet követni, ha a tápegység AC oldalán lévő teljesítményt mérnek. Ezek a gyakori buktatók magukban foglalják a teljesítmény tényezőjének helytelen mérését vagy teljesen figyelmen kívül hagyását az energiabemeneti teljesítmény kiszámításakor, ami helytelen hatékonysági méréseket eredményez. Tekintsük át a teljesítménytényező és a hatékonyság alapjait, majd adjunk útmutatást az AC mérésekor a teljesítménytényező beépítéséhez. DC energiahatékonyság.

Teljesítménytényező és hatékonyság, áttekintés

A hatékonyság ( η ) a kimeneti teljesítmény és a bemeneti teljesítmény aránya:

1. egyenlet: Hatékonyság

Egy közvetlen árammal foglalkozó külső tápegység (EPS) összefüggésében a kimeneti teljesítményt úgy számítják ki, hogy a kimeneti feszültséget egyszerűen megszorozzuk a kimeneti árammal, az egyenlet gyors megadásával.

Kimeneti teljesítmény kiszámítása

Az EPS kimeneti teljesítményének kiszámítása, amely DC, egyszerűen a kimeneti feszültség szorozva a kimeneti árammal:

2. egyenlet: Kimeneti teljesítmény

A 2. egyenlet kiszámítja az elektromos áramellátás (P_DC) közvetlen áram (DC) kimeneti teljesítményét (P_DC) azáltal, hogy a kimeneti feszültséget (V_DC) a kimeneti árammal (I_DC) megszorozzuk, ami a WATT -ban (W) méréshez vezet.

A teljesítménytényező megértése

Általános hiba, hogy ugyanazt a számítást alkalmazzuk a bemeneti teljesítmény megszerzéséhez. Ez problémát jelent, mivel a váltakozó áramú áramkörökben lévő feszültségű termék nem mindig egyenlő a valós energiával, és valójában a külső adapterek esetében a Volt-Operer termék soha nem egyenlő a valódi erővel. AC áramkörökben a volt-áhító termék megegyezik a látszólagos teljesítmény (ok) -val, amely a valódi Pow-ER-hez kapcsolódik a Power Factor (PF) nevű kifejezésen keresztül:

3. egyenlet: Látható teljesítmény

A 3. egyenlet kiszámítja a látszólagos teljesítmény (ok) a Volt-amperben (VA) a gyökér átlagos négyzet (RMS) feszültség (VRMS) szorzásával az RMS-árammal (IRM).

A teljesítménytényező meghatározása

Meghatározásuk szerint a teljesítménytényező a valós teljesítmény és a látszólagos teljesítmény aránya, ahol a látszólagos teljesítmény az RMS feszültség és az RMS áram eredménye. Csak akkor, ha a teljesítménytényező megegyezik az 1-vel, a volt-overa termék egyenlő a valódi teljesítménygel:

4. egyenlet: Teljesítménytényező

A teljesítménytényező mérése

A teljesítménytényező mérésének legjobb módja egy olyan teljesítménymérő használata, mint az alábbi 1. ábrán látható. Ezek az eszközök közvetlenül adják ki a valós teljesítményt, így a hatékonyság kiszámításakor nem kell figyelembe venni a teljesítményt. A valós erőn kívül ezek a mérők mérhetik a Power Faktor, a THD, az egyes harmonikusok áramát és még sok más. Míg az alacsony teljesítményű külső adapterek nem rendelkeznek hiányos teljesítménytényezővel vagy harmonikus határértékekkel, a magasabb energiaszolgáltatásoknak speciális szabályozási korlátai vannak a harmonikus tartalomra és az energiatényezőre. A szabványok, mint például az EN 61000-3-2, a harmonikus áramlási korlátokat a 39. harmonikus, a bizonyos teljesítményszintekig is meghatározzák. Az áramellátás harmonikus áramának mérésekor elengedhetetlen a teljesítménymérő.

1. ábra: WT210 teljesítménymérő, amely a hullámformáknak megfelelő méréseket mutat

Teljesítménytényező az energiaellátásban

Gondolhatja, hogy a teljesítménytényező kihagyásának hatása csak enyhe hibát eredményez, és/vagy hogy a külső adapter teljesítménytényezője nem lehet olyan rossz. Valójában, a teljesítménytényező korrekciója nélkül, a külső adapter teljesítménytényezője könnyen akár 0,5 -re is lehet a névleges terhelésnél. A 0,5 teljesítménytényezővel rendelkező adapter látszólagos teljesítménye kétszerese lesz a valós teljesítménynek, ezáltal helytelen eredményekhez vezet. Még ha a tápegység valós hatékonysága is 100%, ez a mérés csak 50%-ot mutat.

A teljesítménytényező általános bevonása mellett a hatékonyság kiszámításába fontos megjegyezni, hogy a teljesítménytényező vonal és terhelésfüggő. A hatékonysági követelmények, mint például a DOE VI szint, megkövetelik a hatékonyságot több ponton (25%, 50%, 75%és 100%terhelés) mind a magas, mind az alacsony vonali feszültségnél. Ha a teljesítménytényezőt használják a valós teljesítmény kiszámításához, akkor az egyes feltételek mindegyikére újra meg kell mérni.

Teljesítménymérők a pontos hatékonyságvizsgálathoz

A növekvő szabályozás évtizedek óta a hatékonyságvizsgálat az egyik legfontosabb tényezővé tette az energiaellátás kiválasztásának és minősítésének egyik legfontosabb tényezőjét. Az AC -áramkörök kezelésének tapasztalatainak hiánya arra késztetheti a tesztmérnököket, hogy kihagyják vagy helytelenül kiszámítsák a teljesítménytényezőt, ami helytelen hatékonysági számokat eredményez. A külső adapterek vagy bármilyen AC-DC tápegység tesztelésekor a valódi energiabemenet kiszámításához a legjobb módszer egy teljesítménymérő használatával. Ezek az eszközök nemcsak közvetlenül mérik a valódi energiát, hanem megmérhetik az egyéni harmonikusokhoz kapcsolódó áramot, és teljes képet adnak a tápegység bemenetéről.

A hatalmi tényező szerepel a gyakorlatilag minden olyan eszköz tervezőivel kapcsolatos aggodalmak listáján, amelyek jelentős energiát vonnak le a hálózati aljzatból, valamint a nehéz elektromos ágazatok mérnökei számára. Meg kell fontolni a hatalmi tényező célpontját, amely a jogalkotáson alapul, plusz a hatékonyság, az alkatrészek költségei és a mennyiség/testület tér helyét.

Kspower Az aktív teljesítménytényező korrekciót kidolgozta az AC-DC tápegységének túlnyomó többségében, 10 . W és annál magasabb, hogy megkönnyítsék a végrehajtást és biztosítsák az OEM -ek betartását.