Fattore di potenza Bis

[Just Time]

SOVRACCARICO INIZIALE

Il mio PC fisso, un FUJITSU SIEMENS di vecchia data, ha sempre
presentato un inconveniente: talvolta, all’avviamento provocava
l’apertura del magnetotermico di casa per sovraccarico transitorio,
sia pure di brevissima durata (ma il magnetotermico è altrettanto
veloce, scatta per un sovraccarico di pochi millisecondi).
Ho rimediato inserendo sulla linea di alimentazione un trasformatore
1/1 (220/220) in modo che l’induttanza del suo avvolgimento freni il
sovraccarico transitorio di corrente.

Ora, sempre a proposito del sito TECNOLOGIA P.F.C. (Power Factor
Control) DEGLI ALIMENTATORI SWITCHING, leggo espressioni come queste
che seguono:

La direttiva EU EN61000 del 2001 infatti richiede che tutti gli
alimentatori con più di 75 W debbano includere almeno un PFC passivo;

L’attuale versione 5.0 di ENERGY STAR richiede un F.D.P. (fattore di
potenza) superiore a 0,9 col 100% della potenza erogata per tutti gli
alimentatori per PC;

Durante il normale uso, un alimentatore per PC eroga quasi sempre una
potenza inferiore a quella massima; tuttavia, per gli alimentatori che
implementano la tecnologia PFC questo non è vero durante l’accensione
e questa fase critica viene chiamata INRUSH, nella quale, per pochi
istanti, sono in grado di richiedere un carico di potenza molto
elevato, fino al massimo potenziale.

Riguardo all’ultima espressione, è chiaro che, pur con la massima
potenza, questi alimentatori non sarebbero comunque in grado di
provocare l’apertura del magnetotermico, tarato ad almeno 16 A, ma la
mia domanda è questa:

E’ possibile che questi dispositivi PFC, proprio perché devono
limitare le componenti induttive di corrente, per tenere alto il COS
(Ф), siano provvisti di grosse capacità, in grado di simulare,
inizialmente scariche, un elevatissimo carico, sia pure per pochi
millisecondi?

[Franco]

On 10/2/2015 18:03, Just Time wrote:

Ti si e` rotto lapostrofo? :D

Qualche considerazione. Il fattore di cui parlavi nel precedente
messaggio attualmente non e` piu` chiamato fattore di potenza ma fattore
di sfasamento (displacement factor, COS(phi)).

Il fattore di potenza attualmente e` definito come displacement factor
(il vecchio COS(phi)) moltiplicato per il fattore di distorsione
(distortion factor). Entrambi concorrono a fare aumentare la corrente
efficace assorbita rispetto a quella di un carico resistivo.

La ragione del cambiameno e` che mentre una volta i carichi critici
erano quelli con componente induttiva, che doveva essere rifasata, nel
caso di alimentatori elettronici il problema e` la distorsione della
corrente assorbita.

Nel caso di alimentatori senza PFC il problema non e` lo sfasamento fra
tensione di rete e corrente assorbita, sfasamento che e` praticamente
nullo, ma e` dato dalle armoniche di corrente assorbite, armoniche
generate dall'accoppiata raddrizzatore+grosso condensatore e iniettate
in rete.

Nel caso di alimentatori con PFC non c'e` piu` il condensatore dopo il
raddrizzatore. C'e` si` un grosso condensatore, ma all'uscita del PFC e
questo dovrebbe potersi caricare senza dare correnti di inrush cosi`
elevate.

Ripeto: il PFC nelle apparecchiature elettroniche non serve per rifasare
ma per eliminare il carico non lineare che assorbirebbe corrente
distorta (impulsiva).

Nel caso di PC e apparati simili con potenze superiori a 75W, apparati
in classe D secondo la EN61000-3-2, la normativa non richiede uno
specifico fattore di potenza ma solo che la forma d'onda rientri in una
maschera predefinita.

La mia impressione e` che l'alimentatore del tuo vecchio PC non abbia il
PFC, tanto non e` molto grande e rientra nella maschera del classe D, ma
che abbia il solito condensatorone dietro al raddrizzatore, e che questo
generi una elevata corrente di inrush, che puo` tranquillamente arrivare
a un centinaio di ampere.


Di vecchi alimentatori da PC da 200W con PFC ne ho visti forse solo un
paio.

[Just Time]

Post by Franco
Ti si e` rotto lapostrofo? :D
Qualche considerazione. Il fattore di cui parlavi nel precedente
messaggio attualmente non e` piu` chiamato fattore di potenza ma fattore
di sfasamento (displacement factor, COS(phi)).
Il fattore di potenza attualmente e` definito come displacement factor
(il vecchio COS(phi)) moltiplicato per il fattore di distorsione
(distortion factor). Entrambi concorrono a fare aumentare la corrente
efficace assorbita rispetto a quella di un carico resistivo.
La ragione del cambiameno e` che mentre una volta i carichi critici
erano quelli con componente induttiva, che doveva essere rifasata, nel
caso di alimentatori elettronici il problema e` la distorsione della
corrente assorbita.
Nel caso di alimentatori senza PFC il problema non e` lo sfasamento fra
tensione di rete e corrente assorbita, sfasamento che e` praticamente
nullo, ma e` dato dalle armoniche di corrente assorbite, armoniche
generate dall'accoppiata raddrizzatore+grosso condensatore e iniettate
in rete.
Nel caso di alimentatori con PFC non c'e` piu` il condensatore dopo il
raddrizzatore. C'e` si` un grosso condensatore, ma all'uscita del PFC e
questo dovrebbe potersi caricare senza dare correnti di inrush cosi`
elevate.
Ripeto: il PFC nelle apparecchiature elettroniche non serve per rifasare
ma per eliminare il carico non lineare che assorbirebbe corrente
distorta (impulsiva).
Nel caso di PC e apparati simili con potenze superiori a 75W, apparati
in classe D secondo la EN61000-3-2, la normativa non richiede uno
specifico fattore di potenza ma solo che la forma d'onda rientri in una
maschera predefinita.
La mia impressione e` che l'alimentatore del tuo vecchio PC non abbia il
PFC, tanto non e` molto grande e rientra nella maschera del classe D, ma
che abbia il solito condensatorone dietro al raddrizzatore, e che questo
generi una elevata corrente di inrush, che puo` tranquillamente arrivare
a un centinaio di ampere.
Di vecchi alimentatori da PC da 200W con PFC ne ho visti forse solo un
paio.

Se ho ben capito, mi correggerai se sono in errore, negli alimentatori
per PC il problema non è di rifasamento, ma di distorsione della
sinusoide dovute al regime impulsivo che, come tale, genera delle
armoniche. E' chiaro a questo punto che non ho alcuna esperienza con i
dispositivi PFC attivi.

[unknown]

Post by Just Time
Se ho ben capito, mi correggerai se sono in errore, negli alimentatori
per PC il problema non è di rifasamento, ma di distorsione della
sinusoide dovute al regime impulsivo che, come tale, genera delle
armoniche. E' chiaro a questo punto che non ho alcuna esperienza con i
dispositivi PFC attivi.

il problema del rifasamento si ha con carichi induttivi (motori elettrici)
il problema dei carichi essenzialmente capacitivi credo che sia
abbastanza raro

la distorsione della corrente rispetto alla tensione non è esclusiva
degli alimentatori per PC (switching), ma la hai pure se
l'alimentatore è un semplice trasformatore con un ponte raddrizzatore
e condensatore

infatti i condensatori, una volta raggiunta la massima carica nel giro
di alcune semionde, poi assorbono corrente per brevi istanti solo
durante i picchi delle semionde

per esempio vedi il grafico dei segnali di tensione e corrente qui
<https://www.st-andrews.ac.uk/~www_pa/Scots_Guide/audio/part5/page1.html>

per ovviare al fatto che la tensione sia sufficiente a caricare il
condensatore solo per un breve impulso, i PFC attivi, interposti tra
il ponte raddrizzatore e il condensatore, modificano di fatto la
tensione in modo che la corrente attraverso il condensatore approssimi
l'andamento sinusoidale della tensione di rete

questo PDF spiega meglio la questione
<https://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-42047.pdf>

sull'impiego degli NTC di potenza per limitare le correnti di spunto,
che se non ho capito male è il tuo problema, vedi invece:
<http://en.tdk.eu/blob/528070/download/4/pdf-inrushcurrentlimiting-an2.pdf>

[unknown]

Post by Just Time
SOVRACCARICO INIZIALE
Il mio PC fisso, un FUJITSU SIEMENS di vecchia data, ha sempre
presentato un inconveniente: talvolta, all’avviamento provocava
l’apertura del magnetotermico di casa per sovraccarico transitorio,

non è dimensionato bene l'NTC che fa da inrush current limiter

Post by Just Time
sia pure di brevissima durata (ma il magnetotermico è altrettanto
veloce, scatta per un sovraccarico di pochi millisecondi).
Ho rimediato inserendo sulla linea di alimentazione un trasformatore
1/1 (220/220) in modo che l’induttanza del suo avvolgimento freni il
sovraccarico transitorio di corrente.

meglio un resistore di potenza da qualche decina di ohm
cortocircuitato da un relè temporizzato o appunto un NTC di potenza

Post by Just Time
Durante il normale uso, un alimentatore per PC eroga quasi sempre una
potenza inferiore a quella massima; tuttavia, per gli alimentatori che
implementano la tecnologia PFC questo non è vero durante l’accensione
e questa fase critica viene chiamata INRUSH, nella quale, per pochi
istanti, sono in grado di richiedere un carico di potenza molto
elevato, fino al massimo potenziale.

il problema si presenta anche con alimentatori a trasformatore,
specialmente toroidali, di potenza e in alimentatori switching senza
PFC visto che la tensione di rete è collegata tramite un ponte di
diodi a condensatori che quando sono scarichi sono quasi come un
cortocircuito

Post by Just Time
Riguardo all’ultima espressione, è chiaro che, pur con la massima
potenza, questi alimentatori non sarebbero comunque in grado di
provocare l’apertura del magnetotermico, tarato ad almeno 16 A, ma la

la corrente di spunto può superare anche 100A

Post by Just Time
E’ possibile che questi dispositivi PFC, proprio perché devono
limitare le componenti induttive di corrente, per tenere alto il COS
(Ф), siano provvisti di grosse capacità, in grado di simulare,
inizialmente scariche, un elevatissimo carico, sia pure per pochi
millisecondi?

gli alimentatori switching funzionano trasformando la tensione di rete
prima in continua tramite ponte di diodi e condensatori quindi senza
PFC la corrente è sfasata in anticipo rispetto alla tensione

il PFC passivo è implementato con un'induttanza di alto valore che
compensa lo sfasamento, quello attivo con dei mosfet di potenza che
vengono commutati opportunamente per rifasare la corrente

in ogni caso ci sono sempre correnti di spunto molto elevate

forse è meglio che scrivi in it.hobby.elettronica

[unknown]

Post by unknown
gli alimentatori switching funzionano trasformando la tensione di rete
prima in continua tramite ponte di diodi e condensatori quindi senza
PFC la corrente è sfasata in anticipo rispetto alla tensione

come non detto... un lapsus... la corrente sarebbe sfasata solo se ci
fosse un carico capacitivo senza ponte raddrizzatore

la spiegazione corretta l'ha data (come al solito :-) ) Franco

comunque forse manca del tutto nell'alimentatore un NTC che limiti la
corrente di spunto