As unidades típicas de fonte de alimentação de computadores estão com ou sem energia?

As fontes de alimentação de computadores geralmente possuem recursos de "correção do fator de potência" que aumentam o fator de potência em uso para níveis próximos às cargas resistivas (1). Estou curioso para saber o que, na ausência de correção do fator de potência, seriam as cargas da fonte de alimentação. (As fontes de alimentação no modo de comutação usam indutores e capacitores; não tenho certeza de como é a carga deles no lado AC)

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— Billy ONeal
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Sem o PFC, eles seriam uma fonte de alimentação completamente diferente, ou seja, o PFC é parte integrante da fonte, não uma melhoria de outro projeto.

— Ignacio Vazquez-Abrams

@ IgnacioVazquez-Abrams: Não é apenas um grande capacitor ou indutor no final?

— Billy ONeal

Não. As fontes de alimentação usam PFC ativo, que é um conversor de CC para CC que rastreia a forma de onda da tensão CA e faz com que a carga pareça resistente ao utilitário, forçando a corrente CA a ser sinusoidal e em fase com a tensão.

— Adam Lawrence

Penso que uma boa resposta a esta pergunta deve abordar a diferença entre o fator de potência de deslocamento e o fator de potência de distorção .

— Li-aung Yip

Respostas:

Não é tanto um caso de liderança ou atraso. Em uma fonte de alimentação que não seja do PFC, o circuito consiste em um retificador em ponte, seguido por um capacitor em massa grande. A tampa é carregada e caída entre os ciclos da linha CA. Durante uma parte potencialmente grande do ciclo da linha CA, a ponte não conduz porque a tensão da tampa ainda está acima da tensão da linha CA retificada. Bem perto do pico da linha, a tensão da linha excede a tensão da tampa e toda a corrente flui para a tampa durante esse pequeno ângulo de condução.

Portanto, não parece estritamente indutivo ou capacitivo, mas gera harmônicos de grandes linhas. É exatamente isso que os padrões de "correção do fator de potência" regulam. Não é realmente o fator de potência, mas os harmônicos. As enormes correntes de pico em comparação com o consumo médio atual são o problema das concessionárias.

— John D
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Eu sugiro ir à wikipedia para uma explicação mais aprofundada, eles têm as fórmulas e um bom gráfico. Além disso, "Não é realmente o fator de potência" está meio errado: geralmente, o fator de potência é definido como a conjunção entre o fator de potência de deslocamento e o fator de potência de distorção.

— FrancoVS

Desculpe, mas esta resposta não descreve uma PSU para PC, mesmo uma sem PFC. Ele descreve uma fonte de alimentação linear. Em um SMPS (usado em todas as PSUs de PC), o carregamento e a descarga da capacitância em massa ocorrem na frequência de comutação da PSU, não na frequência da linha CA.

— Jamie Hanrahan

@JamieHanrahan Como é possível o carregamento do boné em massa na frequência de comutação? O carregamento só pode acontecer quando a linha CA estiver acima da tensão da tampa de volume. Da mesma forma, a descarga ocorre quando a linha CA está abaixo da tensão do tampão em massa.

— John D

@JohnD Não existe um limite máximo onde você pensa que é! Um SMPS do tipo PC possui um retificador de onda completa seguido de um helicóptero que transforma o CC não filtrado em onda quadrada de 30 kHz. Isso é entrada para um transformador abaixador, o resultado é retificado por FW, e então a tampa do filtro. Não há limite máximo em massa na seção de frequência da linha. (Sim, as PSUs antigas que não eram PFC com um interruptor 110/220 usavam um limite, mas isso era um duplicador de tensão antes do retificador FW. Foi ignorado na posição 220.) Heck, parte de todo o ponto de um SMPS é evitar o limite muito maior que seria necessário em 50 ou 60 Hz.

— Jamie Hanrahan

@JamieHanrahan nenhuma idade de PSU de PC foi especificada no Q ou no A. Cada fonte ATX que eu abri tinha retificador de ponte -> tampões em massa -> parte de comutação. Alguns deles tinham comutação automática de voltagem, alguns manuais e outros com as especificações modernas típicas de 90-260VAC. É claro que estes últimos precisam de limites de entrada com excesso de especificações. Por acaso, acho que não abri um suprimento de PFC ATX, nem mesmo para trocar de ventilador (o que significa que não abri os modelos mais recentes).

— 31715 Chris H das

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A imagem acima mostra uma fonte de alimentação simples que não seja PFC. Este provavelmente não seria usado como PSU de computador, pois é de baixa potência, mas é suficiente para ilustrar o ponto.

A rede elétrica é retificada para carregar um capacitor e, em seguida, esse trilho CC de alta tensão é usado para alimentar o conversor, que neste caso é um simples conversor flyback, mas existem vários outros projetos.

O capacitor é escolhido para ser suficientemente grande para haver pouca ondulação nele: como resultado, o retificador pode apenas conduzir próximo ao pico da rede elétrica.

O resultado disso não é que a corrente conduza ou diminua a tensão, mas que a corrente não seja sinusoidal, com picos de corrente próximos aos picos de tensão. Isso introduz distorção harmônica significativa.

Para adicionar PFC na maioria das fontes de alimentação, um segundo estágio é adicionado antes desse capacitor, que modela a corrente para seguir o formato da tensão da rede elétrica. Normalmente, este é um conversor de impulso, como mostrado abaixo.

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— Warren Hill
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