Waarom is vermogensfactor belangrijk bij het meten van efficiëntie?

Basics van vermogensfactor en efficiëntie

Ingenieurs die werken met externe voedingen (EPS) zijn geen onbekende voor efficiëntiemetingen. Aangezien hun applicaties echter meestal werken op DC -voedingen, kunnen er veelvoorkomende fouten worden gemaakt bij het meten van het vermogen aan de AC -zijde van de voeding. Deze veel voorkomende valkuilen omvatten het onjuist meten of volledig negeren van de vermogensfactor bij het berekenen van het vermogen van het vermogen, wat resulteert in onjuiste efficiëntiemetingen. Laten we de basisprincipes van vermogensfactor en efficiëntie bekijken en vervolgens richtlijnen geven over het opnemen van vermogensfactor bij het meten van AC. DC -krachtefficiëntie.

Vermogensfactor en efficiëntie, een overzicht

Efficiëntie ( η ) is de verhouding van uitgangsvermogen en invoervermogen:

Vergelijking 1: Efficiëntie

In de context van een externe voeding (EPS) die zich bezighoudt met directe stroom, wordt het uitgangsvermogen berekend door eenvoudigweg de uitgangsspanning te vermenigvuldigen met de uitgangsstroom door de teller snel te verstrekken.

Het berekenen van uitgangsvermogen

Het berekenen van het uitgangsvermogen van een EPS, die DC is, is eenvoudig de uitgangsspanning vermenigvuldigd met de uitgangsstroom:

Vergelijking 2: Uitgangsvermogen

Vergelijking 2 berekent het uitgangsvermogen van de directe stroom (DC) (P_DC) van een elektrische voeding (EPS) door de uitgangsspanning (V_DC) te vermenigvuldigen met de uitgangsstroom (I_DC), wat resulteert in het vermogen gemeten in Watts (W).

Inzicht in de krachtfactor

Een veel voorkomende fout is om dezelfde berekening toe te passen om het invoervermogen te verkrijgen. Dit vormt een probleem omdat het volt-ampere product in AC-circuits niet altijd gelijk is aan de echte kracht, en in feite, in het geval van externe adapters, zal het volt-ampere product nooit gelijk zijn aan de echte kracht. In AC-circuits is het volt-ampere-product gelijk aan de schijnbare kracht (s), die gerelateerd is aan de reële power door een term genaamd Power Factor (PF):

Vergelijking 3: schijnbare kracht

Vergelijking 3 berekent de schijnbare vermogen (en) in volt-AMPERES (VA) door het rootgemiddelde vierkant (RMS) spanning (VRMS) te vermenigvuldigen met de RMS-stroom (IRMS).

Power Factor definiëren

Powerfactor is per definitie de verhouding van reële vermogen tot schijnbaar vermogen, waarbij schijnbaar vermogen het product is van de RMS -spanning en RMS -stroom. Alleen wanneer de vermogensfactor gelijk is aan 1 is het volt-ampere product gelijk aan de echte kracht:

Vergelijking 4: Power Factor

Het meten van vermogensfactor

De beste manier om de vermogensfactor te meten, is door een vermogensmeter te gebruiken zoals die getoond in figuur 1 hieronder. Deze apparaten zullen het echte vermogen direct uitvoeren, dus de vermogensfactor hoeft niet te worden overwogen bij het berekenen van de efficiëntie. Naast de echte kracht kunnen deze meters de vermogensfactor, THD, de stroom voor elke harmonische en meer meten. Hoewel externe adapters met een laag vermogen geen de-gevoerde vermogensfactor of harmonische limieten hebben, hebben hogere voedingsvoorraden specifieke regulatielimieten voor de harmonische inhoud en vermogensfactor. Normen, zoals EN 61000-3-2, specificeren limieten voor harmonische stroom tot en met de 39e harmonische, voor bepaalde vermogensniveaus. Bij het meten van de harmonische stroom van een voeding is een vermogensmeter essentieel.

Figuur 1: WT210 -vermogensmeter met metingen die overeenkomen met golfvormen

Vermogensfactor in voedingen

U denkt misschien dat de impact van het weglaten van de vermogensfactor zal resulteren in slechts een kleine fout en/of dat de vermogensfactor van een externe adapter niet zo slecht kan zijn. In feite kan de vermogensfactor van een externe adapter zonder vermogensfactor gemakkelijk zo laag als 0,5 zijn bij een nominale belasting. Een adapter met een vermogensfactor van 0,5 zal twee keer een schijnbare kracht hebben die van de echte kracht, wat leidt tot onjuiste resultaten. Zelfs als de voeding een reële efficiëntie van 100%had, zou deze meting slechts 50%vertonen.

Naast de algemene opname van vermogensfactor in efficiëntieberekeningen, is het belangrijk op te merken dat de vermogensfactor lijn- en belastingafhankelijk is. Efficiency -eisen, zoals DOE -niveau VI, vereisen dat de efficiëntie op verschillende punten (25%, 50%, 75%en 100%belasting) wordt gemeten op zowel hoge als lage lijnspanningen. Als de vermogensfactor wordt gebruikt bij de berekening van de reële kracht, moet dit voor elk van deze voorwaarden opnieuw worden gemeten.

Vermogensmeters voor nauwkeurige efficiëntietests

Tientallen jaren van toenemende regulering hebben efficiëntietests een van de belangrijkste factoren bij het selecteren en kwalificeren van voedingen gemaakt. Gebrek aan ervaring in het omgaan met AC -circuits kan testingenieurs ertoe brengen de vermogensfactor weg te laten of onjuist te berekenen, wat resulteert in onjuiste efficiëntienummers. Bij het testen van externe adapters of een AC-DC-voeding, is de beste methode voor het berekenen van de echte vermogensinvoer door het gebruik van een vermogensmeter. Deze apparaten meten niet alleen reële stroom direct, maar kunnen de stroom met de individuele harmonischen meten en een compleet beeld geven van de stroomvoorziening input.

Power Factor staat op de lijst van zorgen voor ontwerpers van vrijwel elk apparaat dat aanzienlijk vermogen haalt uit een hoofdaansluiting, evenals voor ingenieurs in zwaar elektrische sectoren. Het doel van de vermogensfactor, gebaseerd op wetgeving, plus efficiëntie, componentkosten en volume/bordruimte moeten worden overwogen.

KSPOWER heeft actieve vermogensfactorcorrectie ontworpen in de overgrote meerderheid van zijn AC-DC-voedingen met een beoordeling van 10 5 W en boven om de implementatie te helpen verlichten en de naleving van OEM's te waarborgen.