Pourquoi le facteur de puissance est-il important lors de la mesure du rendement ?

Facteurs de puissance et d'efficacité

Les ingénieurs travaillant avec des sources d'alimentation externes (EPS) ne sont pas étrangers aux mesures d'efficacité.des erreurs courantes peuvent être commises lors de la mesure de la puissance du côté CA de l'alimentationCes pièges courants comprennent la mesure incorrecte ou l'ignorance complète du facteur de puissance lors du calcul de la puissance d'entrée, ce qui entraîne des mesures d'efficacité incorrectes.Examinons les bases du facteur de puissance et de l'efficacité, puis fournir des conseils sur la façon d'inclure le facteur de puissance lors de la mesure AC. l'efficacité énergétique en courant continu.

Facteur de puissance et efficacité, un examen

L'efficacité (η) est le rapport entre la puissance de sortie et la puissance d'entrée:

Équation 1: Efficacité

dans le cadre d'une alimentation externe (EPS) utilisant du courant continu,la puissance de sortie est calculée en multipliant simplement la tension de sortie par le courant de sortie en fournissant rapidement le numérateur à l'équation.

Calcul de la puissance de sortie

Le calcul de la puissance de sortie d'un EPS, qui est dc, est simplement la tension de sortie multipliée par le courant de sortie:

Équation 2: Puissance de sortie

L'équation 2 calcule la puissance de sortie en courant continu (dc) (P_dc) d'une alimentation électrique (EPS) en multipliant la tension de sortie (V_dc) par le courant de sortie (I_dc),résultant de la puissance mesurée en watts (W).

Comprendre le facteur de pouvoir

Une erreur courante est d'appliquer ce même calcul pour obtenir la puissance d'entrée.dans le cas d'adaptateurs externesDans les circuits à courant alternatif, le produit volt-ampère est égal à la puissance apparente (S),qui est lié à la puissance réelle par un terme appelé facteur de puissance (PF):

Équation 3: Puissance apparente

L'équation 3 calcule la puissance apparente (S) en volt-ampères (VA) en multipliant la racine carrée moyenne (rms) de la tension (Vrms) par le courant rms (Irms).

Définition du facteur de puissance

Par définition, le facteur de puissance est le rapport entre la puissance réelle et la puissance apparente, où la puissance apparente est le produit de la tension rms et du courant rms.Ce n'est que lorsque le facteur de puissance est égal à 1 que le produit volt-ampère est égal à la puissance réelle:

Équation 4: Facteur de puissance

Facteur de puissance de mesure

La meilleure façon de mesurer le facteur de puissance est d'utiliser un compteur de puissance comme celui montré sur la figure 1 ci-dessous.donc le facteur de puissance n'a pas besoin d'être pris en compte lors du calcul de l'efficacitéEn plus de la puissance réelle, ces compteurs peuvent mesurer le facteur de puissance, THD, le courant pour chaque harmonique, et plus encore.Alors que les adaptateurs externes à faible consommation n'ont pas de facteur de puissance défini ou de limites harmoniques, les sources d'alimentation plus élevées ont des limites réglementaires spécifiques sur le contenu harmonique et le facteur de puissance.La norme EN 61000-3-2 spécifie des limites de courant harmonique jusqu'à la 39e harmonie comprise.Pour mesurer le courant harmonique d'une alimentation, un compteur de puissance est essentiel.

Figure 1: Le compteur de puissance WT210 affiche les mesures correspondant aux formes d'onde

Facteur de puissance dans les alimentations électriques

Vous pensez peut-être que l'impact de l'omission du facteur de puissance entraînera seulement une légère erreur et/ou que le facteur de puissance d'un adaptateur externe ne peut pas être si mauvais.sans correction du facteur de puissance, le facteur de puissance d'un adaptateur externe pourrait facilement être aussi bas que 0,5 à une charge nominale.conduisant ainsi à des résultats incorrectsMême si l'alimentation électrique avait un rendement réel de 100%, cette mesure ne montrerait que 50%.

En plus de l'inclusion générale du facteur de puissance dans les calculs d'efficacité, il est important de noter que le facteur de puissance dépend de la ligne et de la charge.comme le niveau VI du DoE, l'efficacité doit être mesurée à plusieurs points (25%, 50%, 75% et 100% de charge) à haute et basse tension.il doit être réévalué pour chacune de ces conditions..

Compteurs de puissance pour des essais d'efficacité précis

Des décennies de réglementation croissante ont fait des essais d'efficacité l'un des facteurs les plus importants dans la sélection et la qualification des sources d'alimentation.Le manque d'expérience dans le traitement des circuits AC peut amener les ingénieurs d'essai à omettre ou à calculer incorrectement le facteur de puissanceLorsque l'on teste des adaptateurs externes ou toute alimentation AC-DC, la meilleure méthode pour calculer la puissance réelle est l'utilisation d'un compteur de puissance.Ces appareils mesurent non seulement la puissance réelle directement, mais peuvent mesurer le courant associé aux harmoniques individuelles et fournir une image complète de l'entrée d'alimentation.

Le facteur de puissance figure sur la liste des préoccupations des concepteurs de pratiquement tous les appareils qui tirent une puissance importante d'une prise de courant, ainsi que des ingénieurs des secteurs électriques lourds.L'objectif du facteur de puissance, basée sur la législation, plus l'efficacité, le coût des composants et le volume/espace de la carte doivent être pris en considération.

KSPOWER a conçu une correction du facteur de puissance actif dans la grande majorité de ses alimentations à courant alternatif de 105 W et plus afin de faciliter la mise en œuvre et de garantir la conformité des OEM.