PFC w zasilaczu. Czy to prawda, że pobiera więcej prądu?

Przeglądając ostatnio elektrodę natknąłem się na dwa wątki dotyczące PFC w zasilaczach:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic311249.html

https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic303628.html

Toczy się w nich dyskusja na temat PFC, które jakoby powoduje większy pobór energii elektrycznej a tym samym większe rachunki za prąd. Dyskusja nagle się urwała i właściwie nie wiadomo co i jak. Czy to prawda z tym PFC? Jeżeli tak to o ile więcej prądu pobiera zasilacz z PFC niż bez PFC?

Pytanie jest proste a faktycznie co post to coś nowego na forum.
Odpowiedź też jest prosta o ile zna się parametry zasilacza. Nie mówię tu o parametrach, które podaje producent takich jak moc, napięcia etc.

Moc odbiorników "nie czysto rezystancyjnych" tzn. np. silników czy właśnie zasilaczy komputerowych, mierzy się jako moc pozorną -oznaczenie VA.
Z kolei domowy licznik energi elektrycznej (czyli mocy w o wokreślonym czasie) zlicza moc czynną pobieraną z sieci - oznaczenie W.

Zastosowanie PFC nie zmienia mocy pozornej pobieranej przez zasilacz, ale zmienia moc czynną przez niego pobieraną. I tu lest klucz do rozwiązania sporu nad wpływem PFC na pobór mocy. Zatem konkludując: moc pozorna przez zastosowanie PFC nie zmieni się, ale zmieni się składowa mocy pozornej - moc czynna, a tę właśnie moc zlicza licznik domowy.

Poglądowy rozkład trójkąta mocy podałem w załączniku.

A traz odpowiedź o ile wzrośnie pobór mocy czynnej z PFC. To zależy od tego jaki współczynik cos φ ma zasilacz bez układu PFC. Zakładając, że ma typową wartość 0,75, a z układem PFC wartość cos φ wynosi 0,95, to z prostych obliczeń (nie bawiłem się we wzory i policzyłem na linijce)wynika, że moc czynna wzrośnie o około 21%.

Zatem wzrost mocy czynnej obliczanej przez licznik domowy przy zastosowaniu PFC zależny jesty od parametrów cos φ przed i po korekcji ale będzie oscylował w granicach 15-25%.

I jeszcze suplement.
Nie zgadzam się z kolegami wypowiadającymi się na forum, którzy sugerują wyrzucenie fabrycznego PFC. Pewnie, że urwą parę złotych z rachunków za prąd ale ucierpi na tym sieć energetyczna. I co? Będą szczęśliwsi. Tylko ciekawe jak by to było gdyby wszyscy mieli takie egoistyczne podejście do świata i np. powyrzucali katalizatory z aut (one przecież obniżają obniżają moc silnika). O dojrzałości społecznej to napewno nie świadczy.

Czyli można z tego wyciągnąć takie wnioski że PFC wcale nie służy jakości prądu podawanemu komputerowi przez zasilacz tylko zakładowi energetycznemu i jak widać bardzo dobrze udało się to ubarwić marketingowo.
krzych.k wyjaśniłeś to bardzo obrazowo ale nie mogę się jednak zgodzić z końcem tej wypowiedzi że wymontowując PFC szkodzimy zakładowi energetycznemu. To tak jakby zakład przyszedł do domu każdego z nas i na stałe wmontował urządzenie pobierające dodatkową energię. To chyba nie jest uczciwe.

krzych.k napisał:

Zastosowanie PFC nie zmienia mocy pozornej pobieranej przez zasilacz, ale zmienia moc czynną przez niego pobieraną.

Nie zmienia mocy czynnej tylko powoduje obniżenie poboru mocy biernej. Jeżeli byłoby tak jak jak piszesz to kompensacja mocy biernej w silniku powodowałaby:
- spadek sprawności (wzrost mocy czynnej pobieranej przy tej samej mocy czynnej oddawanej)
- przy zachowaniu tej samej sprawności, wzrost mocy silnika (wzrasta moc czynna oddawana)

Temat był parę razy poruszany na forum. Znowu muszę zaprotestować przeciwko stosowaniu obliczeń dla przebiegów sinusoidalnych, do zasilaczy impulsowych. To zupełnie inny dział elektrotechniki (moc czynna dla przebiegów niesinusoidalnych). Zastosowanie klasycznych metod obliczeniowych prowadzi do uzyskiwania absurdalnych wyników.

MiL999 pytał o ile więcej prądu pobiera zasilacz. Rozumiem, że chodzi o pobór energii elektrycznej rejestrowanej przez licznik a nie o wartość skuteczną pobieranego prądu.
Gdybym chciał odpowiedzieć dokładnie na postawione pytanie to należałoby napisać, że zastosowanie PFC powoduje spadek wartości prądu pobieranego przez zasilacz.
Jeżeli chodzi o pobór energii elektrycznej, to niektóre źródła podają, że zasilacze z PFC mają trochę mniejszą sprawność (czyli będą pobierały więcej energii niż bez PFC).
Problem polega na tym, że nikt nie podał ile to jest to "trochę". Sprawność zasilacza impulsowego zależy nie tylko od zastosowania układu PFC ale od jego konstrukcji jako całości.

Cel stosowania PFC:
- obniżenie zawartości harmonicznych prądu pobieranego przez zasilacze i tym samym poprawa współczynnika mocy,
- zmniejszenie strat w sieciach energetycznych wynikających z pogorszenia współczynnika mocy

Jak się komuś wydaje, że za straty w sieci indywidualny odbiorca nie płaci to się myli.

Pozdrawiam

Do Mil999:

Wymontpwując PFC szkodzi się zakładowi energetycznemu i sobie samemu też.


Poglądowy cytat z www.zenfist.pl
"Ponieważ moc przekazywana od elektrowni do naszych gniazdek jest sumą mocy czynnej i biernej, w przypadku niskiego współczynnika mocy linie transmisyjne mogą być pod dość dużym obciążeniem (jest to obecnie poważny problem w USA i w Chinach). Muszą one nieść naddatek mocy poprzez linie transmisyjne do naszych domów tylko po to aby zostać odbity powrotem do sieci energetycznej, zamieniając się w pojemnościowe śmieci. Co więcej poprzez przewody w domu płynie tyle amper na obwód, że nie jest w stanie zasilać zbyt wielu urządzeń przy niskim współczynniku mocy. Ogólnie im wyższy współczynnik mocy, tym mniej obciążona sieć, i tym więcej urządzeń można nią zasilać. Jest jeszcze jeden, ekologiczny aspekt tej sprawy. Im niższy współczynnik mocy tym więcej przysłowiowego węgla trzeba spalić aby dostarczyć tą samą ilość mocy czynnej."

Do grzegorz r:
Przemyślałem twój post i musze przyznać, że popełniłem błąd. Oczywiście na podanym przykładzie trójkąta mocy to moc czynna jest const, a zmienia się moc pozorna.
Zatem po zastosowaniu PFC wzrost mocy czynnej może wynikać z dodatkowego układu wpiętego w obwód. Pobór mocy czynnej przez dławik PFC mały bo mały, ale jest.
Sorry za zamieszanie.

Wrócę jeszcze do sprawności zasilaczy z i bez PFC. Wydaje mi się, że globalny zysk z obniżenia strat i zakłóceń w sieciach przesyłowych jest większy niż niewielki spadek sprawności (jeżeli taki występuje).
Nigdy nie znalazłem dość czasu aby przeprowadzić proste doświadczenie (być może kiedyś to zrobię).
Przy znanym obciążeniu zasilacza z pasywnym PFC sprawdzamy pobór energii przy pomocy licznika. Następnie ten sam pomiar wykonujemy przy wymontowanym dławiku od PFC.
Byłaby to prosta odpowiedź na pytanie jakie zadał MiL999 bez wgłębiania się w rozważania teoretyczne.

Pozdrawiam

Wyjaśniło sie troche że PFC służy sieci energetycznej a nie komputerowi. Ciekawe tylko czy przyczynia się to do większych rachunków za prąd, a jeżeli tak to o ile. Mam nadzieję że są to jakieś niewielkie wartości ale ciekawi mnie ile to jest.

Muszę Cię zmartwić, ale na Twoje pytanie nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Weź pod uwagę jedną rzecz:
-straty spowodowane brakiem PFC to jest moc czynna,
-wzrost poboru energii przez zasilacz z PFC (jeżeli taki przypadek miałby miejsce) to również moc czynna.
Nikt nie wprowadzałby PFC jeżeli pobór mocy w wyniku jego zastosowania wzrósłby bardziej niż wynosiłaby wartość strat przed jego wprowadzeniem. Wbrew pozorom, nie chodzi o to, aby użytkownik zapłacił więcej za energię elektryczną, ale o to aby zmniejszyć globalne zużycie energii elektrycznej. W takim samym celu zmniejsza się zużycie paliwa przez silniki. To, że za rozwiązania układowe płaci użytkownik to osobna sprawa.

Jak napisałem wcześniej, sprawność zasilacza impulsowego w dużej mierze zależy od jego konstrukcji.
Nawet w przypadku aktywnego PFC zbudowanego na tym samym układzie scalonym, sprawność jest inna w zależności od zastosowanego rozwiązania układowego.
Rozrzut sprawności pomiędzy markowymi zasilaczami a modelami z dolnej półki może sięgać kilkunastu procent (mówimy tu o zasilaczach bez PFC).
Źle, lub oszczędnościowo zaprojektowany zasilacz, może być źródłem znacznie większych strat (nie tylko energii ).
Żeby zwiększyć pobór energii elektrycznej przez zasilacz, nie trzeba się zastanawiać czy ma PFC. Wystarczy wybrać kiepski model z dolnej półki.

Dlatego też trudno jest udzielić dokładnej odpowiedzi o ile watów zmniejszy lub zwiększy się pobór energii przy zastosowaniu PFC. W przypadku pasywnego PFC można dla konkretnego modelu zasilacza wykonać pomiar, o którym wspomniałem wcześniej. Jeżeli bardzo się upierać, to można przyjąć, że sprawność spadnie ponieważ wystąpią straty (chyba nie więcej niż kilka watów) na rezystancji dławika PFC. W przypadku aktywnego PFC nie za bardzo jest jak wykonać taki pomiar.

Myślę, że chyba nadal nie uzyskałeś odpowiedzi na swoje pytanie. Nie da się odpowiedzieć na pytanie „ile” w taki sposób aby odpowiedź dała się zastosować do wszystkich przypadków. Na pewno jednak nie są to wartości, którymi należałoby się przejmować.

Pozdrawiam

PS : Dziwna sprawa. Kilka razy poruszany był temat ile zapłacimy za energię w wyniku zastosowania PFC, a jakoś nikt się nie zastanowił o ile wzrosną mu rachunki, jak rozbuduje konfigurację o mocniejszy procesor, wydajniejszą kartę grafiki czy dodatkowy dysk (lub założy sobie codegena i go przeciąży ).

Masz rację że nie da się jednoznacznie określić że z PFC zasilacz pobiera o X% więcej energii niż bez niego. Też wydaje mi się że jest to wzrost rzędu kilku watów, nie więcej. Sam płacę rachunki za prąd dlatego ciekawi mnie ilość prądu pobieranego przez komputer, bo muszę go używać dosyć dużo do pracy. Mam niezbyt mocną konfigurację która jak narazie mi wystarcza.
Ciekawe jest natomiast to jak marketingowcy dobrze wszystkim wmówili że PFC sprawia że komputer pracuje lepiej. Sam niedawno kupowałem zasilacz i w różnych sklepach nasłuchałem się nawet takich rzeczy że z aktywnym PFC komputer będzie mi się mniej zawieszał

Tak, pare razy słyszałem wykręconą ideę działania PFC, taką, że układ poprawia stabilność napięć po stronie napięcia stałego. Przypuszczam, że paru ludzi nie było wstanie pojąć tłumaczenia co to jest i z urywków zdań zrobiło swoją teorię.

ale te wszystkie teksty o zaletach PFC można przeczytać nawet w serwisach komputerowych, i sklepów na ich stronach WWW!!, tylko na forach dyskusyjnych można się dowiedzieć prawdy o PFC:(

Sam mam zasilacz z aktywnym PFC , Tagan 480-U01, własnie dlatego ze sie naczytalem tych reklam w czasopismach typu chip. Wogole to jestem z niego niezadowolony, bo cyka i tyka, musz go wylaczac z sieci, z UPSem tez nie chce współpracować, bo wtedy wydaje takie odgłosy jakby mial zaraz eksplodować.


Mam taki mały miernik zużycia energii elektyrcznej

Może ktoś mi odpowiedzieć (nie wdając w się w szczegóły) jaki pobór prądu mi on pokazuje??
Tzn gdy pokazuje 145W , to tyle samo mi naliczy mój domowy licznik prądu, tzn. zapłace za te 145W, czy może tak naprawdę mój domowy licznik będzie to widział jako 200W, bo układ PFC wygeneruje jakąś tam dodatkową moc.

Zakładam, że miernik jest wpięty POMIĘDZY zasilacz, a licznik energii elektrycznej. Jeśli Twój miernik mierzy moc CZYNNĄ, to jest to dokładnie to samo, co naliczy licznik energii elektrycznej w Twoim domu.

Spokojnie... PFC nie powoduje jakichś horrendalnych rachunków za energię elektryczną. W pełni zgadzam się z kolegą grzegorz_r. Na pewno dobrze zbudowany zasilacz z PFC pobiera z sieci mniej energii niż kiepski bez PFC. Mój znajomy robił nawet testy z podłączeniem tego samego zasilacza z układem PFC i bez. Oba pomiary trwały godzinę. Różnica była taka, że bez PFC zasilacz pobierał 3% mniej energii, co mieści się nawet w granicach błędów pomiaru, więc trudno wyciągać z tego jakieś wnioski.

Co do bzdur opowiadanych przez sprzedawców w sklepach... no cóż, PFC to w pewnym sensie nowość, a nowość, aby się dobrze sprzedała, musi mieć jako reklamę piękne hasła, np. "Zasilacz z PFC działa stabilniej". Takie są niestety prawa rynku. To już do nas należy decyzja czy wierzyć w reklamy, czy nie.

Kiedyś pytałem gościa od metrologii na temat PFC czy nie podniesie rachunków. Mówił, że nie, coś tłumaczył o przesówniku fazowym. Niestety nie zrozumiałem jego argumetacji (rozmowa był krótka, tak w przelocie) i dalej uważam, że jednak podnosi odczyt liczników. Czy znacznie - testów nie robiłem.

Co do kolegi uwagi o Taganie i UPS: mój Chieftec 360-302-DF starej daty chodzi ok, no ale mam APC Smart, co też się przekłada na jakość Vout. Jak go kupiłem (używany), to podłączyłem pod opornice i oscyloskop i dawał ładnego sinusa. Dopiero jak baterie były gdzieś koło 5-10% zaczął trochę trapezować lub trójkącić.

Poczytałem sobie troche powyższe wypowiedzi nt PFC w zasilaczu.
Nasuwa mi się pytanie (zwłaszcza po obejrzeniu rysunków z trójkątami mocy) skąd w zasilaczu bierze się tak duża składowa bierna i związany z nią cosφ?

Taka już natura prostownika (w ATX zaraz na początku)- pobiera prąd niesinusoidalnie, więc i przesuniecie fazowe występuje.

No tak. To bardzo uproszczone tłumaczenie.
Napięcie już jest, prąd dopiero po chwili - słowem mamy przesunięcie fazowe.
I jakby przyjrzeć się oscyloskopowi to duże, ponad 60°.

Nie chcesz mi chyba powiedzieć, że (by wykazać istnienie φ) porównujesz fazę przebiegu sinusoidalnego (U) z przebiegiem odkształconym (I).

Za "Poradnik inżyniera energoelektronika", s. 64:
"Należy zauważyć, że tylko harmoniczna podstawowa I1l odkształconego prądu linii przenosi moc czynną . Wyższe harmoniczne prądu liniowego, przy sinusoidalnym napięciu linii, nie biorą udziału w przekazywaniu mocy czynnej.
Wypadkowa moc bierna pobierana przez przekształtnik jest podobnie jak dla elektrycznych obwodów liniowych określana wzorem

Q = √(S²-P²)"

Skoro jest moc bierna, to i cosΨ≠1