効率を測定するときに、なぜ力率が重要なのですか？

2024-01-09

力率と効率の基本

外部電源（EPS）を扱うエンジニアは、効率測定に慣れていません。ただし、通常、アプリケーションはDC電源で動作するため、電源のAC側で電力を測定するときに一般的な間違いを犯すことができます。これらの一般的な落とし穴には、電力入力電力を計算する際の力率を誤って測定または完全に無視するため、効率が誤っています。力率と効率の基本を確認し、ACを測定するときに力率を含める方法に関するガイダンスを提供しましょう。 DC電力効率。

力率と効率、レビュー

効率（ η ）は、出力電力の入力電力の比率です。

efficiency (2)

式1：効率

直接電流を扱う外部電源（EPS）のコンテキストでは、出力電力は、分子を式に迅速に提供することにより、出力電流を出力電流を掛けるだけで計算されます。

出力電力の計算

DCであるEPSの出力電力の計算は、単に出力電圧に出力電流を掛けたものです。

power (2)

式2：出力電力

式2は、出力電圧（V_DC）に出力電流（I_DC）を掛けることにより、電源（EPS）の直流（DC）出力電力（P_DC）を計算し、ワット（W）で測定された電力をもたらします。

力率の理解

一般的な間違いは、この同じ計算を適用して入力能力を取得することです。これは、AC回路のボルトアルペア製品が必ずしも実際のパワーに等しいとは限らないため、これは問題を提示します。実際、外部アダプターの場合、ボルトアンペア製品は実際のパワーに匹敵することはありません。 AC回路では、ボルトアメア製品は見かけの出力に等しく、これは力率（PF）と呼ばれる用語を通じて実際のパウダーに関連しています。

Apparent Power (2)

式3：見かけのパワー

式3は、ルート平均平方根（RMS）電圧（VRMS）にRMS電流（IRMS）を掛けることにより、電圧アンペレス（VA）の見かけの出力を計算します。

力率の定義

定義上、力率とは、実際のパワーと見かけの出力の比であり、見かけの出力はRMS電圧とRMS電流の積です。力率が1に等しい場合にのみ、ボルトアンペア製品が実際のパワーに等しくなります。

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式4：力率

測定力率

力率を測定する最良の方法は、以下の図1に示すようなパワーメーターを使用することです。これらのデバイスは実際の電力を直接出力するため、効率を計算する際には力率を考慮する必要はありません。実際のパワーに加えて、これらのメーターは力率、THD、各高調波の電流などを測定できます。低電力の外部アダプターには、整備された力率や高調波の制限はありませんが、高電力供給には高調波の含有量と力率に特定の規制制限があります。 EN 61000-3-2などの基準は、特定のパワーレベルについて、39番目の高調波までの高調波電流の制限を指定します。電源の高調波電流を測定する場合、電力計が不可欠です。

12W level VI (2)

図1：波形に対応する測定値を示すWT210電源メーター

電源の力率

力率を省略することの影響は、わずかなエラーのみをもたらすと考えるかもしれません。実際、力率補正がなければ、外部アダプターの力率は、定格荷重で0.5になります。 0.5の力率を持つアダプターは、実際のパワーの2倍の見かけのパワーを持ち、結果が誤っています。電源が100％の実際の効率を持っていたとしても、この測定値は50％しか表示されません。

効率計算に力率を一般的に含めることに加えて、力率はラインと負荷に依存していることに注意することが重要です。 DOEレベルVIなどの効率要件では、高線電圧と低線電圧の両方で、いくつかのポイント（25％、50％、75％、および100％負荷）で効率を測定する必要があります。電力要素が実際の電力の計算に使用される場合、これらの条件ごとに再測定する必要があります。

正確な効率テストのためのパワーメーター

数十年にわたる規制の増加により、効率テストは、電源を選択して資格を得る上で最も重要な要因の1つになりました。 ACサーキットに対処した経験の欠如は、テストエンジニアが力率を省略または誤って計算するように導き、効率性の数が誤っています。外部アダプター、またはAC-DC電源をテストする場合、実際の電源入力を計算するための最良の方法は、電源メーターを使用することです。これらのデバイスは、実際の電力を直接測定するだけでなく、個々の高調波に関連する電流を測定し、電源入力の完全な画像を提供できます。

力率は、メインソケットから大幅な電力を引き出すほか、重度の電気セクターのエンジニアにとって、ほぼすべてのデバイスのデザイナーの懸念のリストに載っています。法律に基づいた力率ターゲットに加えて、効率、コンポーネントコスト、ボリューム/ボードスペースを考慮する必要があります。

kspower 10 5の評価のAC-DC電源の大部分にアクティブな力率補正を設計しました上記の実装を緩和し、OEMのコンプライアンスを確保するのに役立ちます。

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