Correzione fattore di potenza (PFC)
La correzione fattore di potenza (PFC) è la serie di metodi utilizzati per cercare di migliorare il fattore di potenza di un dispositivo.
Cos'è il PFC
Il fattore di potenza è definito come il rapporto tra l'energia che un dispositivo è in grado di trasmettere all'uscita rispetto alla quantità totale di energia prelevata dalla fonte di alimentazione in ingresso.
È un parametro fondamentale per la progettazione di dispositivi elettrici, soprattutto per via delle normative messe in atto da paesi e organizzazioni internazionali come l'UE, che definiscono il fattore di potenza minimo o il livello massimo di armoniche che un dispositivo deve possedere per essere venduto nel mercato europeo.
Perché è importante il PFC
L'energia di bassa qualità è una vera minaccia per la rete elettrica, poiché aumenta le perdite di riscaldamento e può causare un'interruzione di corrente.
Cause di un cattivo PFC
Ci sono due principali cause di scarso fattore di potenza:
- Spostamento: si verifica quando le onde di tensione e corrente di un circuito sono sfasate, solitamente a causa della presenza di elementi reattivi come induttori o condensatori.
- Distorsione: l'alterazione della forma originale dell'onda, solitamente causata da circuiti non lineari, come i raddrizzatori. Queste onde non lineari hanno molto contenuto armonico, che distorce la tensione nella griglia.
Per risolvere i problemi di spostamento, i componenti reattivi esterni vengono comunemente utilizzati per compensare la potenza reattiva totale del circuito.
Per risolvere i problemi di distorsione, ci sono invece due opzioni:
- Correzione passiva del fattore di potenza (PFC) - migliora il PF filtrando le armoniche utilizzando filtri passivi. Questo metodo è in genere utilizzato nelle applicazioni a bassa potenza ma non è sufficiente ad alta potenza.
- Correzione attiva del fattore di potenza (PFC) - utilizza un convertitore di commutazione per modulare l'onda distorta in modo da trasformarla in un'onda sinusoidale. Le uniche armoniche presenti nel nuovo segnale sono alla frequenza di commutazione, quindi vengono facilmente filtrate. Questo è considerato il miglior metodo PFC, ma aggiunge complessità al design.
Regolatore del fattore di potenza
Un buon circuito di rifasamento è un elemento cruciale per qualsiasi progetto moderno, perché un dispositivo con un cattivo fattore di potenza sarà inefficiente, metterà a dura prova la rete e potrebbe causare problemi al resto dei dispositivi collegati.
Gli IC (circuiti integrati) di correzione fattore di potenza sono dispositivi progettati per migliorare l'efficienza di un circuito elettronico che contiene altri dispositivi dotati di fattore di potenza di valore inferiore.
Un regolatore del fattore di potenza è dunque un sistema per la correzione del PFC.
Dove viene utilizzato il PFC?
- Computer
- Alimentatori
- Illuminazione
- Saldatrici a induzione
- Motori elettrici