主动PFC电源技术的优势及实用价值

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在我国社会主义现代化建设的进程当中,对于科学技术的重视程度也开始不断的提升,而近几年来,伴随着我国对于科学研究投入力度的不断增大,也逐渐有着全新类型的技术被开发和研究出来,而在众多的新型技术当中,主动PFC电源技术便是其中一项极为重要的技术,该技术的使用范围较广,并且其功率因数较高,所以在实践当中得到了极为广泛的应用,下面,本文将针对主动PFC电源技术在实验使当中的应用做出系统性的分析阐述。

1.主动PFC电源的研发背景分析

在实际的应用当中,电源的新标准便是80PLUS,在实践当中,其主要便是对主动PFC电源功率因数较高的特点进行利用,来提升计算机设备的使用效率。在这个过程当中,需要保证电源设备在22%,同时还需要保证电源在满足的阶段能够拥有84%的转换效率。具体来说便是要针对于系统当中的不同荷载程度,通过科学的方式来减少系统在工作当中热能损耗,从而使电源的使用成本能够被有效的降低。将该套系统应用到实验室当中,能够有效的使该系统发挥出其职能,并且通过该系统也可以有效的减少计算机内部电源设备的工作效率与其功率因数的比值,从而有效减少设备的发热现象,进而实现设备在实际应用阶段的节能目的。下面本文将针对主动PFC电源技术在实验室当中的应用做出系统性的分析探讨。

2.主动PFC电源技术的优势分析

主动PFC电源技术的明显优势便是其使用的范围较为广泛,同时其功率因数较高。针对于功率因数与转换效率来说其属于两个不同的指标,功率因数主要便是指电路当中的参数,其数值的大小与线路的损耗具有一定的关系。在实际当中,功率因数变化范围为0-1,这个范围是针对于电路的能源利用率来说的,1是最为理想的状态,表示能源利用率为100%,而0则表示在电力当中的没有有功功率产生。针对于转换效率来说,其主要便是针对于能量转化效率来说的,转换效率越低,则电能消耗越大。而通过将主动PFC电源技术应用到实验室当中,便能够有效的提高设备的功率因数,进而减少电能的消耗,同时也能够使电能设备在实际当中发挥出更大的功效。通过主动PFC能够有效的减少在电路设计当中的热辐射功耗,例如在一个转换效率为60%,并且其额定功率为500w的电源设备当中,在达到100%负载的时候,便会消耗500w的电力;在电源系统当中的转换效率为80%,在负载为70%的时候,便只需要350w的电力供应,其中便会有150w的电力被转换为热能(杨帆,刘文斌,同PFC技术在空调机组上的应用对比分析:通信电源技术,2018)。基于此,在实际的应用当中需要攻克的主要难题便是如何有效的减少系统当中的热能辐射,在现今阶段,当前的科学技术还存在着一定的限制,所以对于当前这些能量还无法加以利用。而在主动PFC电源系统当中,通过提高系统当中的功率因数,以及系统当中的转换效率,便能够有效的减少在系统的当中的热辐射功耗。

3.主动PFC技术的实用价值分析

3.1主动PFC电力模块的重要性分析

在当前的时代模式之下,能源问题一直都是一个重要的问题,同时节能减排也是当前时代的主题,所以在当前系统当中实现能源的节约便显得尤为重要。而PFC的主要功能便是能够实现功率因数的调整,其可以被用来表示有效功率与总耗电量之间的比值,其中总耗电量便可以用额定功率来表示。在电网系统当中,电源的供给数量并不能够达到百分之百的使用效率,在电源与电网之间也会存在一定数值的电能损失,在这种情况之下,通过PFC的理论便能有效的实现电能利用率的提升,当前PFC电源主要被分为两种模式,即主动PFC模式以及被动PFC模式(陈晓勇,刘小宁,张浩,并联交错PFC技术在磁体电源中的应用:低温物理学报,2018)。在实际的应用当中,被动PFC的功率因数在一般情况下会达到70%左右,最高的情况下也不会超过80%,甚至在较差的时候还会低于70%,并且其在应用的阶段还常常会表现出各方面的弊端,即电源本身比较沉重,并不利于运输与使用。而主动PFC模式的功率因数在一定程度上能够达到90%以上,甚至在实际当中若是应用条件较好的话可以达到95%,这一指标基本上实现了电能的高效利用,同时也有效的避免了在实际当中电能消耗较大的弊端,从而实现电能节约。并且,主动PFC的应用效果也基本上符合当前时代的主题,即有效的实现能源的节约利用,从而使其在实际应用当中的应用价值全面的提升。并且,主动PFC电源技术在实际应用当中也不需要庞大的电感,所以电池的重量便能够有效的减小,这也是其在实际当中得到广泛应用的原因之一。

3.2宽频电压输出

在实际的应用当中,主动PFC还具有另外一项应用价值,即其能够很好的适应较大范围的电压,在一般情况下为90Vdc-260Vdc,这个范围基本上涵盖了当前电源电压的范围,所以其在实际应用阶段可以应用到全球的范围内,特别是在电压不稳的地区当中,其具有极为重要的应用价值(孟陆波,陈海清,李天斌,etal.PFC数值模拟方法在岩石力学实验教学中的应用:实验技术与管理,2018)。在我国的还有一部分的贫困地区以及部分地震灾区,在这些地区当中,通常情况下都无法保证220V的电压供应,所以在这些地区便需要使用到主动PFC的设备。通过将主动PFC的设备应用到以上地区当中,便能够有效的缓解电力异常波动所造成的瞬时断电设备重启的问题。这种技术在实际的应用当中,有利与保证学校以及医院部门的不间断运作。

4.主动PFC技术的实现

在实验室当中,主动PFC技术实践模拟阶段所需要用到的材料有:线圈一个、二极管一个、PF开关一个。随后在实验室当中便可以开展PFC技术的实践模拟。针对于当前实验室当中所需要用到的电能来说,其对于电能的要求较高,同时也需要全方面保证电能供应的质量,例如电压要求以及功率要求等,所以便需要对于以上方面做出充分考虑(叶明刚,应用于机载开关电源的功率因素校正电路设计:通信电源技术,2018)。为了满足以上的条件要求,在实践当中,便可以使用额定功率为400W的电源来满足其在实际应用阶段的要求。在模拟阶段CCM电力便是为了通过80PLUS的标准来设计的,在通常情况下,采用主动PFC电源技术会比被动PFC的普通电源的实际应用效果要强上一些,半桥拓扑均可以采用三极管来作为其主要开关,随后采用MOS管来进行设计,但是这样的设计会导致开关的能耗大于MOS管,并且这类电源在实际的应用阶段相对来说比较笨重。半桥拓扑的转换效率在一般情况下刚刚能够超过70%,而双管正激拓扑的转换效率能够接近80%,在设计和用料较好的情况下,甚至能够达到85%以上,双管激拓扑相对于半桥拓扑的另外一个优势便是其纹波要小很多,并且该优势主要便是由于其工作原理所决定。开关电源的输出电压在一定程度上会出现一些不规则的波动,其波动的幅度在一般情况下为几十毫伏,在通常情况下将这种波动称之为纹波(ALONG.PC动力之源——主动式PFC电源导购:电脑知识与技术(经验技巧),2017)。波纹干扰是在实验室当中较为重要的一种干扰,特别是在实验室当中其他的非兼容设备比较多的情况下,会造成液晶显示器摩尔纹的显示故障,这种故障会影响到显示器使用者的体验感受,同时也会导致实验效果的降低。所以在实际的模拟过程当中,要对于以上因素做出考量,以防止在系统当中所出现的问题影响到模拟的实际效果,从而使实验的精确度受到影响。

5.结束语

综上所述,主动PFC电源技术在实践中的应用当中具有极为重要的意义,其能够在一定程度上提升电路系统当中的功率因数,从而使系统当中的电能应用效率有效的提升,进而实现能源的充分利用。所以在实践当中要不断的加大对于该项技术的研究力度,从而使该项技术在实际的应用阶段能够表现出更好的适用性,同时,通过不断的实践与模拟,也能够更好的实现节能的目的,进而使我国的科学技术发展更加符合我国可持续发展的科学观念。

作者:崔灿 单位:新乡航空工业(集团)有限公司

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