Facteur de puissance : correction active
Nina67 - Mis à jour: jeudi 23 juillet 2015 03:40 La correction active du facteur de puissance nécessite d'intercaler un étage qui crée une consommation de courant proportionnelle à la tension instantanée du secteur. Le réseau voit ainsi une charge résistive pure (ni réactive ni déformante). Le courant absorbé par le montage doit être aussi sinusoïdal que possible, et en phase avec la tension. Pour cela, on se base sur le stockage d’énergie dans une bobine placée entre le redresseur et le condensateur. Cette bobine est reliée comme suit :
Correction active du facteur de puissance
Le transistor hacheur de la correction active contrôle la demande en courant par une modulation de largeur d’impulsions et reconstitue un courant dont l’enveloppe est sinusoïdale. Un simple filtrage suffit alors.
Le montage est très comparable à la topologie "Boost" dans les alims à découpage.
Allure typique du courant consommé avec correction active du facteur de puissance
La tension aux bornes du condensateur provient de la continuité du courant dans la bobine et dépasse ainsi le secteur redressé (350 à 400V habituellement). Un condensateur chimique 450V est souvent utilisé, c'est presque une façon de reconnaître au premier coup d'oeil une correction de facteur de puissance active ("Active PFC") : c'est utile pour les bricoleurs qui démontent des alimentations à découpage dites "PFC" (alim de PC ATX, de TV plasma, etc).
La courbe rouge présente le courant absorbé sur le secteur : son enveloppe est bien sinusoïdale et en phase avec le secteur. Ceci permet de minimiser la puissante réactive et la puissance déformante liée aux harmoniques du courant : la consommation est ainsi mieux réalisée aux yeux du distributeur d’électricité.
Correction du facteur de puissance intégrée
Il existe des régulateurs à découpage qui offrent une correction du facteur de puissance en créant une consommation de courant proportionnelle à la tension secteur instantanée. Le secteur est ainsi seulement redressé. La grosse capacité chimique habituelle est supprimée et remplacée par un modèle 100nF à 1uF céramique par exemple.
Ces régulateurs doivent avoir une entrée qui voit une tension image du secteur redressé pour contrôler le hacheur. C'est le cas du L6562 de chez STMicro.
Courant consommé sur un régulateur à correction de facteur de puissance (PFC)
En zoomant sur cette courbe au bas des demi alternances, on voit :
Zoom : courant consommé sur un régulateur à correction de facteur de puissance (PFC)
Pour continuer à consommer du courant lorsque la tension secteur passe près de zéro, il faut que la capacité de filtrage soit faible pour que le pont de diode reste passant.
Avantages d'un régulateur à découpage à correction de facteur de puissance comme le L6562 (Flyback PFC):
- amélioration du facteur de puissance
- suppression du gros condensateur chimique 400V de lissage
- plage de tension d'entrée souvent étendue pour utilisation universelle (85-264V, 110V-400V, etc)
L'inconvénient reste tout de même une ondulation résiduelle (100Hz) en sortie plus élevée qu'avec un régulateur sans correction de facteur de puissance.
Conclusion sur le facteur de puissance L’amélioration du facteur de puissance est un enjeu important pour limiter les harmoniques du courant secteur et ainsi consommermieux son énergie. Ces éléments sont indispensables dans la conception de des alimentations à découpage pour préserver le réseau électrique de leur arrivée massive.
