역률과 pfc를 쉽게 설명한게 있어서 퍼왔습니다.
1.역률
: 한전에서 송출한 220V의 전기를 오실로스코프 계측기로 체크하면 사인파 파형이 나타나는데
(교류파라고도함) 이는 전압 파형이고 전류 파형은 따로 또 있습니다.
이렇듯 한전에서 긴거리를 송전하다보면
전류와 전압 파형이 서로 어긋나게 되는데 이 두 파형이 겹치는(일치) 구간중에서 실제로
전기를 사용하는 구간을 유효전력이라고 하고 아무것도 못하고 소비하는 것을 무효전력이라고
합니다.
그리고 전체 전기에서 유효전력의 비율을 역률 이라고 합니다.
우리나라는 대개 발전소에서 가정까지 공급되는 전기의 역률은 0.5 입니다. ( 1 이 가장 좋죠)
한전에서는 무효전력은 전기세에 부과하지 않지만 유럽에서는 전기료를 부과하고 있습니다.
2. PFC (Power Factor Correction)
PFC IC란 반도체 칩을 사용해서 이 무효 전력을 유효 전력으로 바꾸는 역활을 합니다.
즉 두개의 어긋난 파형을 일치해 주는 역활을 합니다.
기술의 핵심은 두개의 전압/전류의 사인파 파형을 직류 비슷하게 뭉개서 강제로 파형을
일치시키는것.
특히 파형이 일치하는 구간만 딱 찝어서 그 순간 회로만 ON-OFF 시키면 역율을 끌어
올릴수 있습니다. ON-OFF 할때는 MOSFET가 필요합니다.
3. PFC IC 용도
전기를 소모하는 전원부상에서 전자식형광등, SMPS 등 전기 효율을 중시하는곳에서는
필히 적용되도록 국가적으로 법이 제정 하고 지금도 추진하고 있습니다.
댓글
댓글 리스트-
작성자퀵크니스 작성시간 09.07.24 발전소를 거처 변압기 까지 오는 것은 전류 소스가 아니라 전압 소스라고 생각합니다. 부하기 없다면. 당연 전류도 안흐른다고 생각합니다. 이러한 전류는 용량성+유도성+저항에 의해서 위상이 결정되어 진다고 보고, 또한 이러한 전류는 순수저항이 아니라면 당연 전압 소스와 위상차가 날것으로 보입니다. 이러한 전압소스와 부하에 의해 생긴 전류의 위상차를 θ 라한다면 cos(θ)가 그 전기기에 대한 역률이라고 생각합니다. 따라서 부하 유무에 따라, 용량성/유도성/저항 부하에따라서 역률이 결정되어진다고 생각합니다. 옴의 공식 I=V/R 에서 의 전류를 생각해보면. R(부하)가 무한대라고 하면. 전류는 0, 즉 없겠지요.
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작성자퀵크니스 작성시간 09.07.24 따라서 역률은 결정되어져서 오는 것이 아니라.. 부하특성에 따라 다르다고 생각하는 1인 입니다.
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작성자smps 작성시간 09.07.24 퀵크니스님 제가 위에 장황하게 쓴 글을 Cos을 통해서 정리를 해주셨네요 ㅎㅎ; 허나 확정은 아니더라도 어느정도의 역률은 있을 것 같습니다. End user 측면에서 봤을 때야 그렇겠지만 전력원(Source) 측면에서 보면, 화력이든, 원자력이든, 수력이든, 전력을 만들어 내면서 기본적으로 위상차는 존재할 것이고 그 위상차를 기준으로 가정으로 들어오게 되면, 말씀하신 것 처럼 쓰는 쪽에 따라서 변화가 있겠지요. 당연히 상전원을 직접 쓰는 것이 아니라 어떠한 형태든 전력 변환을 거쳐서 사용하기 때문에 (전구 제외?ㅎㅎ) 거기서 달라 질 수 있겠죠.
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작성자smps 작성시간 09.07.24 좀 오래된 얘기 지만, 3상 PFC 를 했었을 때, 입력측에 별도의 PFC 회로 없이 큰 용량의 인덕터 하나만 달아 주어도 역률이 개선 되는 것을 확인했었습니다. 허접마왕님이 겪으신(?) 전구라는 것이 비슷한 역할을 하지 않았을 까 싶습니다. 게다가 흐르는 전류도 작다면 더 크게 작용할 수도 있지 않을까라는 나름의 상상도 더해 봅니다..^^;
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작성자Texan 작성시간 09.07.25 power factor는 displacement factor[cos(θ)]와 distortion factor[current harmonics]로 구성되고, 일반적으로 smps에서 역률을 개선한다고 할 때는, displacement factor를 개선하는 것이 아니고 distortion factor를 개선시키려는 작업입니다. 그래서, pfc회로와 관련된 논문들을 보시면 역률 그래프와 THD 그래프를 통해 역률과 THD가 얼마나 향상되었는 지를 보여줍니다.