INFORMAZIONI TECNICHE

PFC


. e il PC ?

Un alimentatore PC si compone, almeno, di due parti distinte : un circuito in corrente alternata, che riceve l' energia dalla rete di distribuzione (sintetizziamo chiamandola Enel, anche se il panorama delle società di distribuzione e produzione attuale è molto più variegato e, purtroppo, contorto) ed uno in corrente continua che fornisce le tensioni stabilizzate alle uscite. La conversione avviene attraverso circuiti abbastanza complessi e critici, che prendono il nome di switching, ovvero "a commutazione".
I passaggi sono i seguenti
- la tensione di rete a 230V viene raddrizzata e trasformata in continua
- un commutatore elettronico trasforma questa corrente continua in una alternata con frequenza molto elevata
- questa energia alternata passa attraverso un trasformatore che ne abbassa il voltaggio mentre contemporaneamente isola la rete dalla parte a bassa tensione
- la corrente alternata viene raddrizzata e trasformata nei valori continui necessari al PC
- un circuito elettronico specifico supervisiona il processo e regola il funzionamento del commutatore in modo da mantenere stabili i valori delle tensioni continue al variare sia del carico che della rete.
Un processo che deriva la sua energia dalla rete primaria alternata disponibile (si spera) in ogni casa.

Tutto questo è indispensabile perchè, per varie ragioni, si è trovato pratico produrre e trasportare l' energia elettrica sotto forma di alternata, a tensioni piuttosto elevate, mentre i circuiti elettronici richiedono tensioni continue a valori molto bassi (e molto stabili).


E qui veniamo finalmente al punto che ci interessa direttamente, ovvero l' alimentatore del PC.

Fino a prima della normativa europea,  nessuno si era particolarmente interessato al problema, in quanto le potenze utilizzate, in  confronto a quelle di altri elettrodomestici, sono basse (ad es. lavatrice 1000-2000W, PC 250W).
Però, l' aumento del numero dei PC installati e l' aumento del loro consumo medio hanno fatto si che anche questo segmento ricadesse sotto la legiferazione comunitaria, con la nascita dell' obbligo di inserire un circuito di rifasamento.

La soluzione del problema segue due diverse direzioni : PFC attivo e PFC passivo

L' alimentatore PC, per le sue caratteristiche costruttive, è essenzialmente un carico con un fattore di potenza basso, di tipo capacitivo, per cui un primo approccio, il più semplice, è quello di aggiungere la componente mancante, ovvero quella induttiva, realizzata con bobine avvolte su nuclei metallici. Questo è il sistema di correzione passiva..

Diversamente, però, da un motore elettrico, l' alimentatore non ha parti in movimento, ma solo componenti elettronici e risulta più semplice l' adeguarlo ad un fattore vicino ad 1 con un approccio puramente elettronico.
La correzione passiva è il sistema meno costoso e fornisce un adeguato valore medio del fattore di potenza corretto, mentre sarà vario, a seconda del carico imposto a valle dell' alimentatore.

Da qui l' idea di inserire una correzione attiva : in questo caso un circuito elettronico modifica istante per istante il valore del fattore di potenza, cercando di mantenerlo quanto possibili al massimo. Il sistema è più costoso, ma il valore medio è il più alto possibile.

Il più alto possibile si intende in relazione al fatto che un fattore 1 sarà in qualsiasi caso difficile da raggiungere perchè non viene modificata la struttura del circuito dell' alimentatore vero e proprio, ma solo aggiunta una componente di correzione.

Esistono diversi approcci al pfc attivo, per cui parlare di "pfc attivo" come di una unica realtà è un primo grave errore. 

Ad esempio, il sistema più semplice di PFC attivo prevede di sostituire il ponte raddrizzatore iniziale con sottoinsieme composto da uno switch di potenza, una bobina e un controller integrato che ha lo scopo di raddrizzare la corrente mantenendo quanto più possibile in fase corrente e tensione. In questo caso NULLA del circuito che segue viene modificato !

A questo punto,  va osservato che la forma delle correnti/tensioni assorbite da un circuito in alternata ben raramente corrisponde alle perfette forme sinusoidali dei diagrammi teorici, in quanto si introducono deformazioni anche consistenti dovute alla presenza contemporanea di induttanze e capacità e di campi magnetici ed elettrici alternati non uniformi, di fattori di risonanza, di filtraggio, ecc., con la conseguente generazione di armoniche a frequenze elevate. Oltre a questo, concorrono a produrre disturbi a varie frequenze anche le strutture stesse di vari dispositivi, come i motori a collettore (provare ad accendere una radio in prossimità di un phon o di un rasoio elettrico), starter di lampade fluorescenti . Così pure nel caso di alimentatori elettronici, in cui la conversione delle tensioni è fatta con complesse parzializzazioni dell' energia primaria e che generano un elevato numero di armoniche. 
Un miglioramento del fattore di potenza potrà essere utile anche alla riduzione di questi disturbi, ma la loro eliminazione non dipende certo dall' aggiunta di un rifasamento esterno; sarà necessaria una revisione complessiva del progetto.

 


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Aggiornato il 19/06/06 .