Bez tytu³u-4 - Serwis Elektroniki

Poprawa wspó³czynnika mocy uk³adów zasilania20R (OTVC Lexus RC2501PST), a po wystartowaniu zasilaczazwierany jest tyrystorem.Równie¿ niewiele sytuacjê w tym zakresie poprawiaj¹ filtryEMI, których stosowanie jest obowi¹zkowe w przypadkuzasilaczy zbudowanych w postaci przetwornic napiêcia sta³ego.Problem wspó³czynnika mocy istnieje równie¿ w przypadkustosowania konwencjonalnych zasilaczy liniowych, a nawetwtedy, gdy na wejœciu zasilacza znajduje siê transformatorsieciowy. Za transformatorem i tak na ogó³ jest prostownikGraetz’a i jego zastosowanie niewiele poprawia przebieg pr¹dupobieranego z sieci energetycznej poza tym, ¿e jego mocznamionowa musi byæ znacznie wy¿sza od faktycznie pobieranej.W tej sytuacji wspó³czynnik mocy dotyczy równie¿ transformatora.Definicja wspó³czynnika mocy nie jest dok³adnieokreœlona w postaci wzoru matematycznego, okreœla ona natomiastnajogólniej stosunek mocy pobieranej przez uk³ad domocy jak¹ musi byæ w stanie dostarczyæ sinusoidalne Ÿród³onapiêcia - energii. Sytuacja idealna jest w przypadku obci¹¿eniao charakterze rezystancyjnym i wtedy wspó³czynnik mocyrówny jest 1. Niestety taka idealna sytuacja wystêpuje praktycznietylko wtedy, gdy odbiornikiem energii jest grzejnik lub¿arówka (ale ju¿ nie ¿arówka energooszczêdna). W przypadkukonwencjonalnych uk³adów zasilaczy praktyczna wartoœæwspó³czynnika mocy waha siê w granicach 0.5 ÷ 0.7. Warto wtym miejscu zauwa¿yæ, ¿e sytuacja i tak jest o wiele lepszaani¿eli w uk³adach zasilania odbiorników OTV, które przesz³yju¿ do historii. W odbiornikach czarno-bia³ych (np. Neptun653, Cygnus, Uran lub wszystkich lampowych: Libra, Antares,Neptuny 621, 624 itd.) na wejœciu by³a stosowana jednadioda – prostownik jednopo³ówkowy i rozwi¹zanie takie wnosi³osk³adow¹ sta³¹ obci¹¿enia do sieci energetycznej, a napiêciena chassis odbiornika by³o zale¿ne od „kierunku” w³o¿eniawtyczki do gniazdka sieciowego. Sytuacja jest obecnie niecolepsza, ale przepisy w tym zakresie s¹ te¿ coraz ostrzejsze.Wspomnia³em wy¿ej o filtrach EMI. Problem wspó³czynnikamocy mieœci siê w zakresie ogólnie pojêtej kompatybilnoœcielektromagnetycznej.Kompatybilnoœæ elektromagnetyczna (EMC - ElektromagneticCompatibility) jest to zdolnoœæ urz¹dzenia do prawid³owegodzia³ania w okreœlonym œrodowisku elektromagnetycznymi bez wprowadzania do niego nadmiernych zak³óceñ.W pojêciu tym mieœci siê EMI (Electromagnetic Interference)i RFI (Radio Frequency Interference). Dla spe³nienianorm, które s¹ coraz ostrzejsze, stosuje siê miêdzy innymi takiemetody, jak: ekranowanie, uziemianie, symetryzacjê, filtracjêi odsprzêganie.Poniewa¿ kompatybilnoœæ elektromagnetyczna staje siê corazbardziej istotnym problemem we wspó³czesnym œwiecie,wymagania odnoœnie minimalnego wspó³czynnika mocy nak³adasiê na urz¹dzenia o coraz mniejszej pobieranej mocy, awiêc w najbli¿szej przysz³oœci spotkamy siê z uk³adami poprawiaj¹cymiten wspó³czynnik równie¿ w odbiornikach telewizyjnych.Jak zwykle, wymagany cel mo¿na na ogó³ osi¹gn¹æ ró¿nymimetodami. Jedn¹ z nich jest stosowanie uk³adów pasywnych,z³o¿onych z kombinacji du¿ych indukcyjnoœci, pojemnoœcii prostowników pracuj¹cych z czêstotliwoœci¹ sieci energetycznej.Ze wzglêdu na bardzo nisk¹ wartoœæ tej czêstotliwoœci(50Hz) wspomniane elementy pasywne dla osi¹gniêciazadowalaj¹cego rezultatu musz¹ byæ du¿e (objêtoœciowo iwagowo). Inn¹ metod¹ jest konstruowanie aktywnych uk³adówpoprawy wspó³czynnika mocy. Nale¿y do nich uk³ad firmyMotorola - MC33368, którego dzia³anie zostanie szczegó-³owo opisane w dalszej czêœci artyku³u. Poprawa wspó³czynnikamocy osi¹gniêta przy jego pomocy jest imponuj¹ca, osi¹gasiê wartoœæ powy¿ej 0.99, a nawet 0.999. Równoczeœnieaplikacja jest stosunkowo prosta i nie wymaga wielu elementówzewnêtrznych. Rzecz jest interesuj¹ca i od strony teoretycznej,i praktyczno-serwisowej. Choæ wszystkie stosowaneobecnie uk³ady s¹ stosunkowo ma³o awaryjne (œredni czas miêdzyawaryjnejpracy telewizora szacuje siê na oko³o od 5 do 10lat), jednak nale¿y przyznaæ, ¿e „te œrednio co siedem i pó³roku” wizyty klienta w naszych serwisach mo¿emy zawdziêczaæuk³adom zasilaczy lub uk³adu, który jest tematem tegoartyku³u.Warto podkreœliæ, ¿e opisywany uk³ad korektora widzianyjako zasilacz wstêpny rozwi¹zuje równie¿ wiele istotnych problemówzwi¹zanych z niestabilnym zasilaniem. Chocia¿ têtnieniai stabilnoœæ napiêcia na wyjœciu nie s¹ imponuj¹ce, jednak¿es¹ one znacznie lepsze ani¿eli uzyskiwane wprost zaprostownikiem Graetz’a. Zatem konstrukcja zasilacza nie musiuwzglêdniaæ du¿ego zakresu napiêcia wejœciowego, a tym samymmo¿e byæ prostsza. Jeszcze jedna uwaga, któr¹ nale¿ypotraktowaæ jako ciekawostkê: taki korektor jako urz¹dzenieautonomiczne mo¿e s³u¿yæ jako wstêpny stabilizator wahañnapiêcia sieci. Jako Ÿród³o zasilania urz¹dzeñ maj¹cych na wejœciumostek Graetz’a mo¿na (do wtyczki sieciowej) podaæwprost napiêcie sta³e! (kierunek w³o¿enia wtyczki jest obojêtny).W takim zastosowaniu istotnym ograniczeniem jest konfiguracjauk³adu boost, poniewa¿ napiêcie wyjœciowe musi byæwy¿sze od szczytowego napiêcia sieci i dla 220V przyjmujesiê wartoœæ oko³o 400V.2. Pojêcia „pochodne” ze wspó³czynnikiemmocyO kompatybilnoœci elektromagnetycznej ju¿ wspomnia³em,pora wiêc na omówienie: sprawnoœci, wspó³czynnika THD icosinusa ϕ.• Sprawnoœæ. Pojêcie wspó³czynnika mocy jest czêsto myloneze sprawnoœci¹ uk³adu zasilania, a faktycznie nie maz nim wiele wspólnego poza tym, ¿e wyra¿a siê przewa¿-nie zbli¿on¹ wartoœci¹ liczbow¹. Sprawnoœæ zasilacza tostosunek mocy dostarczanej do uk³adu na jego wyjœciu doca³kowitej mocy pobieranej z sieci energetycznej. Jak wiadomojest ona znacznie wy¿sza dla przetwornic SMPS wstosunku do zasilaczy liniowych, co jest g³ówn¹ przyczyn¹ich „kariery”. Oczywiœcie uk³ad poprawy wspó³czynnikamocy równie¿ ma swoj¹ sprawnoœæ (mniejsz¹ od jednoœci),a wiêc nieco obni¿a sumaryczn¹ sprawnoœæ ca³egouk³adu zasilania. Sprawnoœæ uk³adu wykonanego w oparciuo aplikacjê uk³adu MC33368 jest zale¿na przedewszystkim od tego, czy jest on zaprojektowany do pracyw szerokim zakresie napiêcia sieci (USA + Europa), toznaczy 90÷268VAC, czy w¹skim 90÷138VAC lub 220VAC± 10% i nie ma znaczenia czy to jest 110VAC, czy 220VAC.12 SERWIS ELEKTRONIKI 2/2002