Warum ist der Leistungsfaktor bei der Messung der Effizienz wichtig?

Grundlagen des Leistungsfaktors und der Effizienz

Ingenieure, die mit externen Netzteilen (EPS) arbeiten, sind keine Unbekannten für Effizienzmessungen. Da ihre Anwendungen jedoch in der Regel mit DC -Stromversorgungen arbeiten, können bei der Messung der Stromversorgung auf der Wechselstromseite der Stromversorgung häufige Fehler gemacht werden. Diese häufigen Fallstricke umfassen fälschlicherweise den Leistungsfaktor bei der Berechnung der Leistungsleistung fälschlicherweise das Messen oder die vollständig ignorierte Ignorierung, was zu falschen Effizienzmessungen führt. Lassen Sie uns die Grundlagen des Leistungsfaktors und der Effizienz überprüfen und dann Anleitung geben, wie der Leistungsfaktor bei der Messung des AC einbezogen werden kann. DC -Leistungseffizienz.

Leistungsfaktor und Effizienz, eine Überprüfung

Effizienz ( η ) ist das Verhältnis der Ausgangsleistung zur Eingangsleistung:

Gleichung 1: Effizienz

Im Zusammenhang mit einem externen Stromversorgungsversorgung (EPS), der sich mit Gleichstrom befasst, wird die Ausgangsleistung berechnet, indem die Ausgangsspannung einfach mit dem Ausgangsstrom multipliziert wird, indem der Zähler schnell für die Gleichung bereitgestellt wird.

Berechnung der Ausgangsleistung

Die Berechnung der Ausgangsleistung eines EPS, das DC ist, ist einfach die Ausgangsspannung multipliziert mit dem Ausgangsstrom:

Gleichung 2: Ausgangsleistung

Gleichung 2 berechnet die Ausgangsleistung (P_DC) einer elektrischen Stromversorgung (EPS) (DC), indem die Ausgangsspannung (V_DC) mit dem Ausgangsstrom (I_DC) multipliziert wird, was zu der in Watt (W) gemessenen Leistung führt.

Leistungsfaktor verstehen

Ein häufiger Fehler besteht darin, dieselbe Berechnung anzuwenden, um die Eingangsleistung zu erhalten. Dies stellt ein Problem dar, da das Volt-Ampere-Produkt in Wechselstromkreisen nicht immer der tatsächlichen Leistung entspricht, und tatsächlich wird das Volt-Ampere-Produkt bei externen Adaptern niemals der tatsächlichen Leistung entsprechen. In AC-Schaltungen entspricht das Volt-Ampere-Produkt der scheinbaren Leistung, die mit dem realen POW-E durch einen Begriff als Leistungsfaktor (PF) zusammenhängt:

Gleichung 3: offensichtliche Kraft

Gleichung 3 berechnet die scheinbare Leistung (en) in Volt-Ampere (VA), indem die Wurzelmittelquadrat (RMS) -Prspspannung (VRM) mit dem RMS-Strom (IRMS) multipliziert wird.

Leistungsfaktor definieren

Der Leistungsfaktor ist per Definition das Verhältnis der realen Leistung zu scheinbarer Leistung, bei der scheinbare Leistung das Produkt der RMS -Spannung und des RMS -Stroms ist. Nur wenn der Leistungsfaktor entspricht 1, entspricht das Volt-Pree-Produkt der tatsächlichen Leistung:

Gleichung 4: Leistungsfaktor

Leistungsfaktor messen

Der beste Weg, um den Leistungsfaktor zu messen, besteht darin, ein Leistungsmessgerät wie in Abbildung 1 unten zu verwenden. Diese Geräte geben die reale Leistung direkt aus, sodass der Leistungsfaktor bei der Berechnung der Effizienz nicht berücksichtigt werden muss. Zusätzlich zur tatsächlichen Leistung können diese Messgeräte den Leistungsfaktor, den Strom für jede Harmonische und mehr messen. Während externe Adapter mit geringer Leistung keinen festen Leistungsfaktor oder harmonischen Grenzen haben, haben höhere Netzteile spezifische regulatorische Grenzwerte für den harmonischen Gehalt und den Leistungsfaktor. Standards wie EN 61000-3-2 geben Grenzen des harmonischen Stroms bis hin, einschließlich der 39. Harmonischen, für bestimmte Leistungsniveaus. Bei der Messung des harmonischen Stroms einer Stromversorgung ist ein Strommessgerät von wesentlicher Bedeutung.

Abbildung 1: WT210 -Leistungsmessgerät, das Messungen zeigt, die Wellenformen entsprechen

Leistungsfaktor bei Netzteilen

Sie können denken, dass die Auswirkungen des Auslassens des Leistungsfaktors nur zu einem leichten Fehler führen und/oder dass der Leistungsfaktor eines externen Adapters nicht so schlecht sein kann. Tatsächlich könnte der Leistungsfaktor eines externen Adapters ohne Leistungsfaktorkorrektur bei einer Nennlast leicht nur 0,5 sein. Ein Adapter mit einem Leistungsfaktor von 0,5 hat eine doppelte Kraft der tatsächlichen Leistung, was zu falschen Ergebnissen führt. Selbst wenn die Stromversorgung eine echte Effizienz von 100%hätte, würde diese Messung nur 50%aufweisen.

Zusätzlich zur allgemeinen Einbeziehung des Leistungsfaktors in Effizienzberechnungen ist es wichtig zu beachten, dass der Leistungsfaktor eine Linie und Last abhängig ist. Die Effizienzanforderungen wie das DOE -Level VI erfordern, dass die Effizienz an mehreren Stellen (25%, 50%, 75%und 100%Last) sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Leitungsspannungen gemessen wird. Wenn der Leistungsfaktor bei der Berechnung der realen Leistung verwendet wird, muss er für jede dieser Bedingungen erneut gemessen werden.

Leistungsmesser für genaue Effizienztests

Jahrzehnte der zunehmenden Regulierung haben Effizienztests zu einem der wichtigsten Faktoren bei der Auswahl und Qualifizierung von Netztestellen gemacht. Mangelnde Erfahrung im Umgang mit AC -Schaltkreisen kann Testingenieure dazu führen, den Leistungsfaktor wegzulassen oder fälschlicherweise zu berechnen, was zu falschen Effizienzzahlen führt. Beim Testen externer Adapter oder einer AC-DC-Stromversorgung ist die beste Methode zur Berechnung des realen Leistungseingangs die Verwendung eines Leistungsmessgeräts. Diese Geräte messen nicht nur die reale Leistung direkt, sondern können den Strom, der den einzelnen Harmonischen zugeordnet ist, und ein vollständiges Bild des Stromversorgungseingangs liefern.

Der Leistungsfaktor steht auf der Liste der Bedenken für Designer praktisch jedes Geräts, das erhebliche Leistung von einem Netzhöhle sowie für Ingenieure in schwerelektrischen Sektoren zeichnet. Das auf Gesetzesvorschriften basierende Leistungsfaktorziel sowie Effizienz, Komponentenkosten und Volumen-/Vorstandsraum müssen berücksichtigt werden.

Kspower hat eine Korrektur der aktiven Leistungsfaktor in die überwiegende Mehrheit seiner AC-DC-Netzteile entworfen, die bei 10 5 bewertet wurden W und höher, um die Implementierung zu verringern und die Einhaltung von OEMs sicherzustellen.