Tek Fazlı Doğrultucu Devrelerde PFC Teknikleri

Genelde maliyeti yüzünden pekçok uygulamada kullanılmasada Power Factor Correction PFC güç elektroiğinde uzun süredir kullanılıyor gerçi evlerimize kadar girdi kaliteli olan bir çok bilgisayar güç kaynağında aktif PFC devreleri var yazıda PFC hakkında hesaplamalar aktif, pasif PFC karşılaştırması ve temel bilgiler bulunuyor. Emeği geçen hazırlayan kişilere teşekkürler.

Tek Fazlı Doğrultucu Devrelerde PFC (Power Factor Correction) Teknikleri

Fen Bilimleri Enstitüsü
Elektrik-Elektronik
Mühendisliği Bölümü

Güç Faktörü

Basit yükler şebekeden reaktif güç çekmez iken, karmaşık yapılı yükler şebekeden aktif gücün yanında reaktif güç de çekerler. Reaktif gücün elektromanyetik cihazlarda manyetik alan oluşturması, gereksiz yere hattı ve üretim iletim aygıtlarını yükleyerek gerilim düşümüne ve kayıplara yol açması nedeniyle şebekeden çekilen reaktif gücün sıfır (PF=cosØ=1) olması istenir.

Düşük Güç Faktörü

Düşük güç faktörünün iki sebebi vardır. Birincisi, devredeki kapasitif ve endüktif yükler sebebi ile oluşan düşük güç çarpanı, Akım Sinüzoidal, Faz kayık, THD düşük Devreye Paralel Kapasitans ve Endüktans ile çözülür (Kompanzasyon)

İkincisi, kontrolsüz doğrultucular gibi harmonikli akım çeken yüklerin oluşturduğu düşük güç çarpanıdır.

Akım non-Sinüzoidal, faz kayık yada değil, THD yüksek

Pasif PFC kontrolü
Aktif PFC kontrolü ile çözülür.

Tek Fazlı Tam Dalga Doğrultucu;

PFC Tekniklerinin Sınıflandırılması;

Pasif PFC Yöntemleri

Pasif PFC Yöntemlerinin Dezavantajları

Büyük elemanlardan oluşmaları ve devre üzerinde yer ve ağırlık teşkil etmeleri,
Şebeke frekansına göre davranış gösterdikleri için, şebeke frekansı değişimlerinde düzgün sonuç vermemeleri,

Yüke göre değişik cevap vermeleri,
Dinamik cevaplarının yavaş olması,
Faz kayması sonucu PF’nin azalması,
Şebeke frekansı dalgalanmalarında tam tersi olarak harmoniklerini kuvvetlendirme, Vb.

Aktif PFC Yöntemleri ve Avantajları

Küçük ve hafif elemanlardan oluşmaları, Kararlı olmaları ve şebeke frekansı değişimlerinden etkilenmemeleri, Uluslararası standartlara uyacak şekilde devre tasarımına olanak sağlayan iyileştirme sunmaları, Yaklaşık olarak “1” Güç Faktörü ve %5’ten az THD’de performans sunmaları Geniş aralıkta giriş sinyaline karşın feedback sayesinde kararlı çıkış vermeleri

Aktif PFC Yöntemlerinden Boost Converter’ın İncelenmesi;

Sonuç ve Tartışma

Yaklaşık olarak “1” Güç Faktörü ve %5’ten az THD’de performans sunmaları, hafif ve kararlı olmaları sebebi ile ve bunların yanısıra geniş aralıkta giriş sinyaline karşın
feedback sayesinde kararlı çıkış veren Aktif PFC yöntemlerinin kullanılması her geçen gün yaygınlaşmakta ve uluslar arası standartlar ile de daha kaliteli ürün tasarımı ve daha verimli enerji kullanımı için PFC yapılması zorunluluk haline gelmektedir.

Bu noktada yapılacak olan her türlü maliyet azaltıcı Ar-Ge çalışması da birçok elektronik üreticisi firma tarafından kabul görecektir.

Kaynaklar

GÜÇ ÇARPANI DÜZELTİLMİŞ ÇOK ÇIKIŞLI ANAHTARLAMALI
KAYNAK TEORİ VE UYGULAMASI, Tarık Kıraç, Temmuz 2007
DESIGN OF A SINGLE-PHASE FULL-BRIDGE DIODE RECTIFIER
POWER FACTOR CORRECTOR EDUCATIONAL TEST SYSTEM,
Teoman Ünal, Aralık 2006
Digital Control of Switching Power Supply Power Factor Correction
Stage, Sangsun Kim, Dr. P. Enjeti José Rodríguez, Ph.D.,Pablo
Lezana, Samir Kouro, and Alejandro Weinstein, Department of
Electronics, Universidad Técnica Federico Santa María, Valparaíso,
Chile, 2007
AC/DC Switch Mode Power Supply Design Guide, Fairchild
Semiconductor