¿Son las unidades de suministro de energía de computadora típicas de energía principal o secundaria?

Las fuentes de alimentación de las computadoras a menudo tienen características de "corrección del factor de potencia" que aumentan el factor de potencia en uso a niveles cercanos a las cargas resistivas (1). Tengo curiosidad por saber qué, en ausencia de corrección del factor de potencia, serían las cargas de la fuente de alimentación. (Las fuentes de alimentación de modo de conmutación usan inductores y condensadores; sin embargo, no estoy seguro de cómo se ve su carga en el lado de CA)

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— Billy ONeal
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Sin el PFC, serían una fuente de alimentación completamente diferente, es decir, el PFC es una parte integral del suministro, no una mejora de otro diseño.

— Ignacio Vazquez-Abrams

@ IgnacioVazquez-Abrams: ¿No es solo un gran condensador o inductor al final?

— Billy ONeal

No. Las fuentes de alimentación usan PFC activo, que es un convertidor de CC a CC que rastrea la forma de onda del voltaje de CA y hace que la carga parezca resistiva para la empresa de servicios públicos al forzar que la corriente de CA sea sinusoidal y esté en fase con el voltaje.

— Adam Lawrence

Creo que una buena respuesta a esta pregunta debería abordar la diferencia entre el factor de potencia de desplazamiento y el factor de potencia de distorsión .

— Li-aung Yip

Respuestas:

No es tanto un caso de liderazgo o retraso. En una fuente de alimentación sin PFC, el circuito consiste en un puente rectificador, seguido de un gran condensador a granel. La tapa se carga y cae entre los ciclos de la línea de CA. Durante una porción potencialmente grande del ciclo de línea de CA, el puente no se conduce porque el voltaje de la tapa todavía está por encima del voltaje de línea de CA rectificado. Justo cerca del pico de la línea, el voltaje de la línea excede el voltaje de la tapa, y toda la corriente fluye hacia la tapa durante ese pequeño ángulo de conducción.

Por lo tanto, no se ve estrictamente inductivo o capacitivo, pero genera grandes armónicos de línea. Eso es realmente lo que regulan los estándares de "corrección del factor de potencia". No es realmente el factor de potencia, sino los armónicos. Las enormes corrientes máximas en comparación con el consumo de corriente promedio es el problema para las empresas de servicios públicos.

— John D
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Sugeriría ir a Wikipedia para obtener una explicación más profunda, tienen las fórmulas y un buen gráfico. Además, "No es realmente el factor de potencia" está un poco mal: generalmente, el factor de potencia se define como la conjunción del factor de potencia de desplazamiento y el factor de potencia de distorsión.

— FrancoVS

Lo sentimos, pero esta respuesta no describe una PSU para PC, incluso una sin PFC. Describe una fuente de alimentación lineal. En una SMPS (utilizada en todas las PSU de PC), la carga y descarga de la capacitancia masiva se realiza a la frecuencia de conmutación de la PSU, no a la frecuencia de la línea de CA.

— Jamie Hanrahan

@JamieHanrahan ¿Cómo puede ocurrir la carga de la tapa masiva a la frecuencia de conmutación? La carga solo puede ocurrir cuando la línea de CA está por encima del voltaje de la tapa voluminosa. Del mismo modo, la descarga se produce cuando la línea de CA está por debajo del voltaje de la tapa a granel.

— John D

@JohnD ¡No hay una tapa masiva donde crees que está! Un SMPS tipo PC tiene un rectificador de onda completa seguido de un chopper que convierte la CC sin filtrar en una onda cuadrada de 30 kHz. Esa es la entrada a un transformador reductor, el resultado es FW rectificado, LUEGO viene la tapa del filtro. No hay límite de volumen en la sección de frecuencia de línea. (Sí, las PSU antiguas que no son PFC con un interruptor 110/220 sí usaban una tapa, pero esto estaba en un duplicador de voltaje antes del rectificador FW. Se omite en la posición 220). Diablos, parte del punto completo de un SMPS es evitar el límite mucho mayor que se necesitaría a 50 o 60 Hz.

— Jamie Hanrahan

@JamieHanrahan no se especificó la antigüedad de la fuente de alimentación de la PC en la Q o la A. Cada suministro de ATX que abrí tenía un rectificador de puente -> tapas a granel -> parte de conmutación de conmutación. Algunos de estos tenían conmutación automática de voltaje, algunos manuales y algunos la especificación moderna típica de 90-260VCA. Estos últimos, por supuesto, necesitan límites de entrada sobreespecificados. Por casualidad, no creo que haya abierto un suministro PFC ATX, incluso para cambiar un ventilador (lo que significa que no he abierto los últimos modelos).

— Chris H

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La imagen de arriba muestra una fuente de alimentación de modo de interruptor sin PFC simple. Este probablemente no se usaría como una fuente de alimentación de computadora, ya que es de baja potencia, pero es suficiente para ilustrar el punto.

La red eléctrica se rectifica para cargar un condensador, y luego este riel de CC de alto voltaje se utiliza para alimentar el convertidor, que en este caso es un simple convertidor de retorno, pero hay varios otros diseños.

El condensador se elige para que sea lo suficientemente grande como para que tenga poca ondulación: como resultado, el rectificador solo puede conducir cerca del pico de la red eléctrica.

El resultado de esto no es que la corriente conduzca o atrase el voltaje, sino que la corriente no sea sinusoidal con picos de corriente cerca de los picos de voltaje. Esto introduce una distorsión armónica significativa.

Para agregar PFC en la mayoría de las fuentes de alimentación, se agrega una segunda etapa antes de este condensador que da forma a la corriente para seguir la forma de la tensión de red. Esto suele ser un convertidor de impulso como se muestra a continuación.

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— Warren Hill
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