Les unités d'alimentation d'ordinateur typiques sont-elles en avance ou en retard?

Les blocs d'alimentation des ordinateurs ont souvent des fonctionnalités de «correction du facteur de puissance» qui élèvent le facteur de puissance utilisé à des niveaux proches des charges résistives (1). Je suis curieux de savoir quelles seraient, en l'absence de correction du facteur de puissance, les charges d'alimentation. (Les alimentations à découpage utilisent à la fois des inductances et des condensateurs; je ne sais pas à quoi ressemble leur charge du côté CA)

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— Billy ONeal
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Sans le PFC, ce serait une alimentation complètement différente, c'est-à-dire que le PFC fait partie intégrante de l'alimentation et non pas une amélioration d'une autre conception.

— Ignacio Vazquez-Abrams

@ IgnacioVazquez-Abrams: Ce n'est pas seulement un gros condensateur ou inducteur à la fin?

— Billy ONeal

Non. Les alimentations utilisent un PFC actif, qui est un convertisseur DC-DC qui suit la forme d'onde de la tension alternative et rend la charge résistive à l'utilitaire en forçant le courant alternatif à être sinusoïdal et en phase avec la tension.

— Adam Lawrence

Je pense qu'une bonne réponse à cette question devrait aborder la différence entre le facteur de puissance de déplacement et le facteur de puissance de distorsion .

— Li-aung Yip

Réponses:

Ce n'est pas tellement un cas de leader ou de retard. Sur une alimentation non PFC, le circuit se compose d'un pont redresseur, suivi d'un gros condensateur en vrac. Le capuchon se charge et s'affaisse entre les cycles de la ligne CA. Pendant une partie potentiellement importante du cycle de la ligne AC, le pont ne se conduit pas car la tension de capuchon est toujours supérieure à la tension de ligne AC redressée. Juste à côté du pic de la ligne, la tension de la ligne dépasse la tension du capuchon et tout le courant circule dans le capuchon pendant ce petit angle de conduction.

Il ne semble donc pas strictement inductif ou capacitif, mais il génère de grandes harmoniques de ligne. C'est vraiment ce que réglementent les normes de «correction du facteur de puissance». Ce n'est pas vraiment le facteur de puissance, mais les harmoniques. Les énormes courants de crête par rapport à la consommation de courant moyenne est le problème pour les services publics.

— John D
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Je suggère d'aller sur wikipedia pour une explication plus approfondie, ils ont les formules et un joli graphique. De plus, "Ce n'est pas vraiment le facteur de puissance" est un peu faux: généralement, le facteur de puissance est défini comme la conjonction du facteur de puissance de déplacement et du facteur de puissance de distorsion.

— FrancoVS

Désolé mais cette réponse ne décrit pas du tout une alimentation PC, même une sans PFC. Il décrit une alimentation linéaire. Dans un SMPS (utilisé dans toutes les alimentations PC), la charge et la décharge de la capacité globale se produisent à la fréquence de commutation de l'alimentation, et non à la fréquence de ligne CA.

— Jamie Hanrahan

@JamieHanrahan Comment la charge du bouchon en vrac peut-elle se produire à la fréquence de commutation? La charge ne peut se produire que lorsque la ligne CA est au-dessus de la tension de plafond. De même, la décharge se produit lorsque la ligne CA est en dessous de la tension de plafond en vrac.

— John D

@JohnD Il n'y a pas de plafond en vrac là où vous pensez qu'il est! Un SMPS de type PC possède un redresseur pleine onde suivi d'un hacheur qui transforme le courant continu non filtré en onde carrée de 30 kHz environ. C'est l'entrée d'un transformateur abaisseur, le résultat est rectifié FW, PUIS vient le capuchon du filtre. Il n'y a aucun plafond en vrac dans la section de fréquence de ligne. (Oui, les anciennes alimentations non PFC avec un commutateur 110/220 utilisaient un capuchon, mais c'était dans un doubleur de tension avant le redresseur FW. Il est contourné en position 220.) Heck, une partie de tout l'intérêt d'un SMPS est d'éviter le plafond beaucoup plus grand qui serait nécessaire à 50 ou 60 Hz.

— Jamie Hanrahan

@JamieHanrahan aucun âge de bloc d'alimentation PC n'a été spécifié dans le Q ou le A. Chaque alimentation ATX que j'ai ouverte avait un pont redresseur -> bouchons en vrac -> une partie de commutation de commutation. Certains d'entre eux avaient une commutation de tension automatique, certains manuels et d'autres les spécifications 90-260VAC modernes typiques. Ces derniers ont bien sûr besoin de plafonds d'entrée sur-spécifiés. Par chance, je ne pense pas avoir ouvert une alimentation PFC ATX, même pour changer un ventilateur (ce qui signifie que je n'ai pas ouvert les derniers modèles).

— Chris H

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L'image ci-dessus montre une alimentation simple en mode de commutation non PFC. Celui-ci ne serait probablement pas utilisé comme bloc d'alimentation pour ordinateur car il est de faible puissance, mais il suffit d'illustrer le point.

Le secteur est rectifié pour charger un condensateur, puis ce rail CC haute tension est utilisé pour alimenter le convertisseur, qui dans ce cas est un simple convertisseur flyback, mais il existe plusieurs autres conceptions.

Le condensateur est choisi pour être suffisamment grand pour qu'il y ait peu d'ondulation: par conséquent, le redresseur ne peut conduire qu'à proximité de la crête du réseau.

Il en résulte non pas que le courant entraîne ou retarde la tension, mais que le courant n'est pas sinusoïdal avec des pics de courant proches des pics de tension. Cela introduit une distorsion harmonique importante.

Pour ajouter du PFC sur la plupart des alimentations, un deuxième étage est ajouté avant ce condensateur qui façonne le courant pour suivre la forme de la tension secteur. Il s'agit généralement d'un convertisseur boost comme indiqué ci-dessous.

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— Warren Hill
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