Семёнов в своей "Силовой электронике" утверждает, что импульсные источники являются реактивной нагрузкой. Требуется пояснение.

1. Нас учили, что реактивная нагрузка -- индуктивности и кондетсаторы -- не потребляет мощности, точнее перезаряжается: зарядился одной полярностью - "отрыгрул" энергию назад в сеть - набрал энергии обратной полярностью и далее по кругу. Возникающий при этой перезарядке ток активно и бессмысленно рассеивает энергию на проводах от электростанции до потребителя. В этом, я видел проблему реактивной мощности.

Однако выпрямитель DC-DC преобразователя не позволяет возвращать заряды в сеть, поэтому закаченная во входной кондетсатор энергия вся целиком уходит потребителю и напрасных токов не возникает! Я понимаю, что потребление мощности не пропрорциорально входному напряжению: когда синус сети ниже заряда входного кондетсатора, а это почти всё время, - тока нет. Для больших кондетсаторов зарядный пик должен получиться очень острый - узкий, поскольку они хорошо сохраняют напряжение за период сети, и высокий, поскольку вся энергия вливается за о-очень короткий промежуток времени. Проблема в том, что электростанция из-за недостатка мощности не может поддерживать пик синуса, если нагрузка большая?


2. Во-вторых, он как-то очень странно говорит, что во пока Uin сети ниже Uout, нагрузка может питаться только от выходного кондетсатора (вытеканию зарядов в сеть препятствует выпрямительный диод). Кондетсатор подзаряжается током в моменты когда входное напряжение сети превысит напряжение кондетсатора. Правильно ли я понимаю, что "выходной кондетсатор", о котором идёт речь и являющийя источником реактивной мощности, на самом деле -- входной, тот который стоит за мостовым выпрямителем?


Почему напряжение кондетсатора при заряде нарастает линейно, а не повторяет сетевое напряжение?


3. На последнем рисунке представлена работа корректора -- преобразоватля буст типа. Правильно ли я понимаю, что линии тока -- не прямые, а отстающий на 90 гр. по фазе синус? То есть корректор делает потребление мощности случайным, но в среднем соответствующим синусу напряжения сети?


3. С какой стати реактивность снижает эффективность блока?

4. И наконец филосовский вывод: работать с сетью может только Boost топология. Ведь согласитесь что глупо делать двойной преобразователь с буст-корректором мощности, а потом собственно сам преобразователь с подходящей для данной мощности топологией?

Да, конденсатор в цепи переменного тока ЗА ВЫПРЯМИТЕЛЕМ - крайне вредный потребитель для сети.
Строго говоря, речь идет не о реактивной мощности, а о сильном загрязнении спектра гармониками. Ведь выпрямитель с конденсаторным фильтром берет мощность от сети переменного тока только на пиках синусоиды. Поскольку диод открыт, дай бог, 30% периода (полупериода), то мощность, потребляемая в эти моменты, возрастает тоже раза в 3 против средней.
Корректор позволяет расширить это время раза в два. Настоящий корректор с перемножением тока и напряжения внутри микросхемы, позволяет сделать потребление тока от сети практически синусоидальным, т.е. сделать нагрузку практически активной.
Но даже простой бустер резко улучшает картину. Там появляется интенсивная вторая гармоника, но пик потребления падает раза в два. Если же учесть, что все беды зависят от I^2 *R, то понятно, что КПД схемы увеличивается заметно.
Философия..... да как философствовать....
Можно и просто понижающий стабилизатор сделать, скажем, вольт до 100. А потом уже развязывающий преобразователь. Стоят корректоры и по SEPIC- топологии. Двойное преобразование не такая уж редкость в источниках. Да, это вроде бы по КПД и сложности плохо, но часто блок с двойным преобразованием имеет такие параметры, которых с одним преобразованием просто не достичь.
Мощный толчок ниже спины разработчикам дают новые стандарты Евросоюза. Там прямое требование иметь чистое активное потребление для источников мощностью более 50 (или 100?) Ватт.
А то все бытовые приборы и компьютеры уже стали засорять сеть гармониками так, что энергетики стали возмущаться.
Р.S. кондетсатор называется конденсатором, рискну заметить, поскольку так написано в нескольких местах.

Сообщение отредактировал Microwatt - Dec 14 2008, 17:55

почитайте о реактивной мощности (косинус фи) и о Коэффициенте Мощности (тут фазовый сдвиг между током и напряжением ни при чем, тут дело в том что импульсное потребление моста с конденсатором порождает массу гармоник в сети)...
навскидку вот
http://www.ippon.ru/knowledge/dict.php?item=22
http://www.tensy.ru/article07.html
это совершенно разные вещи ... но когда форма потребляемого тока синус, с частотой первой гармоники то тогда они равны…
косинус Фи у моста с конденсатором = 0.9 а от КМ = 0.6-0.7 в лучшем случае...
а Семенов… мягко говоря не самая лучшая книга .. поройтесь в нете

"Загрязнение гармониками" это -- неравномерная загрузка разных фаз синуса? Плохое в этом то что P ~ I^2 и надо более равномерно ток распраделять чтоб активных потерь не было или генерирующей мощности не хватает на пиках?

Про I^2 R это здорово подмечено. Я было сперва предположил, что потребление в пиковые моменты напряжения как раз лучше уменьшает потери сродни линиям высоквольтных передач. Однако всё же допёрло что разница пикового напряжения с конденсатором как раз "ниже некуда". Совмещая эти два фактора зарядки: ультранзикое напряжение совместно с мощным током, понимаешь насколько сильно должны греться провода.

Да не совсем то совмещаем.....
СРЕДНИЙ ток будет одинаковым. Но если всю мощность из сети откачивать за 1/3 -1/4 периода (работа выпрямителя на "голый" конденсатор), то пик тока будет раза в 3-4 выше, чем при потреблении от сети равномерно. Отсюда пиковые нагрузки на провода и выпрямитель будут в 5-10 раз выше.
И еще, тут выше правильно заметили, что это не корректор "косинуса фи", а именно коэффициента мощности.

Современные требования Евросоюза по использованию корректоров мощности 50Вт???
Последние цифры, которые встречал - 200Вт и более.
Скажите, а обязательным требованием является использовать активные или пассивные корректоры мощности в таких ИП, чтобы пройти тестирование на СЕ-марку по наводимым в сети помехам, или это не важно совсем?

Сообщение отредактировал Дмитрий (SPb) - Dec 19 2008, 08:20

смотрите EN61000 - там есть данные о допустимых амплитудах гармоник, генерируемых любой нагрузкой.
Вроде по последним данным надо соответствовать начиная с мощностей от 75(50)Вт. Данные нормы действуют аж до токов потребления до 16А. Потом идут другие нормы
Без ККМ ИП, у которого стоит обычный выпрямитель на входе не пролезет.

ПС - Хотя подождите - друзья немцы в этом месяце мне возмущались, что со следующего года для СЕ что-то конкретно им урезали по гармоникам. Узнаю - уточню.

ставите какой можете. в моей конторе иногда ставят дроссель (пассивный PFC) и проходят сертификацию на СЕ.