De voeding uitgekleed!

19 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Werking van een voeding
  3. 3. Power factor correction
  4. 4. Gelijkrichten
  5. 5. Inverteren en transformeren
  6. 6. Afvlakken en stabiliseren
  7. 7. Andere componenten in de voeding
  8. 8. Verschillen
  9. 9. Praktijk
  10. 10. De voeding geopend
  11. 11. Gelijkrichten, inverteren en transformeren
  12. 12. Afvlakken en stabiliseren
  13. 19 reacties

Power factor correction

Een derde filter dat we in een alle voedingen tegenkomen is verantwoordelijk voor de correctie van de arbeidsfactor, in het Engels aangeduid door ‘Power Factor Correction' (PFC). PFC zorgt ervoor dat je computer geen onnodig vermogen verbruikt; minder vermogen betekent een lager bedrag op de energierekening.

Het gaat wat ver om de werking van PFC exact uit te leggen, maar gelukkig is de basis niet zo ingewikkeld. Het elektrisch vermogen P wordt gedefinieerd als het product van de stroom I en de spanning V, ofwel P = V x I. Wanneer stroom en spanning gelijk lopen, gaat deze formule zondermeer op. Gelijk wil zeggen dat, in termen van wisselspanning, de spanning en de stroom op exact hetzelfde tijdstip negatief en positief worden (zie onderstaande figuur). Op die manier vormt het vermogen, wanneer we formule toepassen, ook een sinus. Het vermogen is hier voortdurend positief; op het moment dat spanning en stroom positief zijn is het product positief. Wanneer beide negatief zijn is het product eveneens positief. Het gemiddelde vermogen is als een rechte lijn getekend: dit is het nuttige vermogen dat door de PC gebruikt kan worden.

2_pfc_grafiek1_550
Het vermogen (blauw) is gedefinieerd als stroom (groen) maal spanning (rood).

Als alle stromen en spanningen zo verliepen als in deze grafiek, zou er niks aan de hand zijn. Wat gebeurt er werkelijk? De eerder genoemde condensatoren en spoelen zorgen ervoor dat de stroom niet meer op hetzelfde moment van positief naar negatief omschakelt: een condensator zorgt ervoor dat de stroom ¼ periode voorloopt op de spanning, een spoel zorgt ervoor dat de stroom ¼ periode naijlt. Niet enkel de spoelen en condensators in de voeding vormen een probleem: ook in de PC zijn er diverse condensators aanwezig die roet in het eten gooien. Daarnaast is ook het elektriciteitsnet alles behalve ideaal en lopen stroom en spanning in het begin ook al niet gelijk. Als stroom en spanning op die manier uit fase gaan lopen, betekent dit dat er veel van het vermogen niet goed kan worden ingezet en wordt verspild. De voeding neemt dan meer vermogen op dan nodig zou zijn en deze gaat op in warmte. De mate waarop stroom en spanning uit elkaar lopen heet de arbeidsfactor.

Om dit tegen gaan wordt Power Factor Correction toegepast, een techniek die ervoor zorgt dat stroom en spanning weer tegelijk omschakelen. Hiervoor gebruikt men dezelfde soort componenten als die het probleem veroorzaken. Omdat spoelen en condensators een tegengesteld effect hebben op het verschuiven van de stroomgolf kun je deze zó regelen dat ze elkaar opheffen.

Bij passieve PFC wordt er gebruik gemaakt van de meest eenvoudige vorm van het aanpassen van de arbeidsfactor: een eenvoudige spoel zorgt ervoor dat de stroom over een vaste afstand wordt verschoven. Hierbij gaat men uit van de aanname dat in 99% van de gevallen de stroom in de PC en op het net voorloopt op de spanning, er zijn meer condensators dan spoelen in een PC aanwezig. Deze eenvoudige en goedkope uitvoering heeft wel grote beperkingen: aangezien de oplossing niet wordt aangepast aan de grootte van de arbeidsfactor gaat er nog relatief veel vermogen verloren. Bovendien reageert de spoel op plotse stroomveranderingen, wat kan leiden tot spanningsschommelingen.

Actieve PFC is volledig opgebouwd uit een elektrisch circuit met transistors en diodes. Het circuit zorgt ervoor dat het proces constant wordt bijgestuurd, zodat de efficiëntie van een voeding zo hoog mogelijk ligt. Door het gebruik van complexe filters is een actieve PFC niet goedkoop. De PFC bepaalt een belangrijk deel van de stabiliteit en efficiëntie van de voeding en de PC en hoe beter (en complexer) dit filter, hoe duurder de voeding.

Advertentie
0

Hardware Info maakt gebruik van cookies

Hardware Info plaatst functionele en analytische cookies voor het functioneren van de website en het verbeteren van de website-ervaring. Deze cookies zijn noodzakelijk. Om op Hardware Info relevantere advertenties te tonen en om ingesloten content van derden te tonen (bijvoorbeeld video's), vragen we je toestemming. Via ingesloten content kunnen derde partijen diensten leveren en verbeteren, bezoekersstatistieken bijhouden, gepersonaliseerde content tonen, gerichte advertenties tonen en gebruikersprofielen opbouwen. Hiervoor worden apparaatgegevens, IP-adres, geolocatie en surfgedrag vastgelegd.

Meer informatie vind je in ons cookiebeleid.

Toestemming beheren

Hieronder kun je per doeleinde of partij toestemming geven of intrekken. Meer informatie vind je in ons cookiebeleid.

Functioneel en analytisch

Deze cookies zijn noodzakelijk voor het functioneren van de website en het verbeteren van de website-ervaring. Klik op het informatie-icoon voor meer informatie.

janee

    Relevantere advertenties

    Dit beperkt het aantal keer dat dezelfde advertentie getoond wordt (frequency capping) en maakt het mogelijk om binnen Hardware Info contextuele advertenties te tonen op basis van pagina's die je hebt bezocht.

    janee

    Hardware Info genereert een willekeurige unieke code als identifier. Deze data wordt niet gedeeld met adverteerders of andere derde partijen en je kunt niet buiten Hardware Info gevolgd worden. Deze data wordt maximaal 2 weken bewaard. Je kunt deze toestemming te allen tijde intrekken.

    Ingesloten content van derden

    Deze cookies kunnen door derde partijen geplaatst worden via ingesloten content. Klik op het informatie-icoon voor meer informatie over de verwerkingsdoeleinden.

    janee