ляемой энергии может встать перед отечественными производителями электронной техники весьма скоро.

Давайте разберемся, что же такое коэффициент мощности? Рассмотрим простейшую LR-цепочку, подключенную к сети переменного тока.

В цепи, изображенной на рис. 12.1, имеются три прибора: амперметр (А), вольтметр (V) и ваттметр (Р). Приборы измеряют действующие значения электрических величин.

Рис. 12.1. Активно-реактивная цепь, включенная в сеть переменного тока

Произведение тока и напряжения, измеренных по отдельности вольтметром и амперметром:

S=Un г„

называется кажущейся мощностью.

Показания ваттметра - это реальная мощность Р, потребляемая из сети.

Отношение:

"~S

называется коэффициентом мощности, потребляемой из сети. Для синусоидальной формы напряжения, приложенной к активно-реактивной цепи (то есть цепи, состоящей из резисторов и реактивных элементов - дросселей и конденсаторов) можно определить по формуле:

Р = С/„ г„ созф,

где ф - угол сдвига между напряжением и током нагрузки. Таким образом:

к„ = С08ф .

Графически эту картину можно изобразить так, как показано на рис. 12.2.

Если в сеть включена чисто активная на1рузка (например, электронагреватель), сдвига фаз между напряжением и током не будет. В этом случае коэффициент мощности равен единице. Но как только появляются реактивные элементы, коэффициет мощности снижается.

Теперь выясним, как обстоит дело с коэффициентом мощности в импульсных источниках питания, у которых на входе стоит емкостной сглаживающий фильтр. Для простоты рассмотрим однополупери-одную схему выпрямления (рис. 12.3).

Сфф R„ Uh

Рис. 12.2. Форма тока и напряжения активно-реактивной нагрузки

Рис. 12.3. К расчету коэффициента мощности импульсных источников

В установившемся режиме в период разряда нагрузка питается только от заряженной емкости Сф, ток iyp отсутствует. Напряжение

и,>и„. .

Период заряда проходит при:

В это время течет зарядный ток iyn. Из графика на рис. 12.4 хорошо видно, что форма тока, потребляемого из сега, носит характер коротких импульсов. Коэффициент мощности такой схемы обычно не превышает 0,5...0,7. Задача корректора коэффициента мощности - сделать форму потребляемого тока близкой к той, которая наблюдается при включении активной нагрузки такой же моидности.

Разработаны и давно применяются пассивные корректоры, основанные на компергсации фаз особым включением емкостных и индуктивных элементов, которые «разворачивают» фазу тока. Пассивные

Рис. 12.4. Форма напряжения и тока на выходе сетевого выпрямителя импульсного источника

схемы широко применяются в изделиях с ярко выраженной индуктивной составляющей - балластах люминесцентных ламп, электрических двигателях. Они достаточно хороню описаны, в литературе, выполняются из малого количества элементов. К недостаткам пассивных корректоров следует отнести их зависимость от параметров нагрузки, и, следовательно, невозможность подключать к одной и той же схеме разных потребителей.

Пассивные корректоры ие имеют отношения к теме данной книги, поэтому их описание и методика расчета не приводатся. РТнтерес для нас представляют импульсные устройства, с помощью которых можно, во-первых, повысить коэффициент моящости, и, во-вторых, поддерживать его на этом уровне независимо от параметров нагрузки. Выпуск данных устройств сегодня осваивает все большее количество зарубежных фирм, и они стремительно завоевывают рынок электронной продукции.

Рассмотрим блок-схему простейшего типового корректора коэффициента мощности, приведенную на рис. 12.5, в котором дополнительно осуществляется стабилизация выходного напряжения. Идея импульсной коррекции состоит в следующем. Низкочастотный емкостной фильтр заменяется на высоковольтную бустериую схему стабилизатора, с выхода которой питается нафузка. Однако бустерная схема в данном случае работает несколько иначе. Входное напряжение U„j, выпрямленное диодным мостом, представляег собой однополяр-иыс половинки синусоиды (линия 1 на рис. 12.6). Это напряжение понижается датчиком входного напряжения (ДВН) до необходимой ве-