Qu’est-ce qu’un contrôleur PFC ?
Un contrôleur PFC est un contrôleur qui commande un circuit de correction du facteur de puissance (circuit PFC) afin d’améliorer le facteur de puissance.
Le facteur de puissance est le rapport entre la puissance active et la puissance apparente. Lorsqu’une tension alternative est appliquée à un circuit comportant des charges capacitives ou inductives, les différences de phase dans le courant d’entrée ou la distorsion de la forme d’onde par rapport à une forme sinusoïdale provoquent des courants harmoniques qui détériorent le facteur de puissance.
Le circuit PFC améliore le déphasage et les courants harmoniques pour rapprocher le facteur de puissance de 1. Le contrôleur PFC contrôle ce phénomène.
Utilisations des contrôleurs PFC
Le contrôleur PFC est un circuit essentiel pour les convertisseurs ACDC qui transforment le courant commercial alternatif en courant continu. Si le facteur de puissance d’un équipement électronique est faible, une puissance supplémentaire doit être fournie en plus de la puissance consommée par la charge, ce qui fait peser une lourde charge sur le fournisseur, par exemple la compagnie d’électricité.
Les dommages causés aux équipements de transmission et de distribution par les courants harmoniques sont encore plus problématiques. La norme internationale IEC 61000-3-2 définit des valeurs réglementaires pour les courants harmoniques, qui doivent être respectées par les équipements électroniques.
C’est pourquoi le facteur de puissance doit être amélioré à l’aide d’un contrôleur PFC afin que les valeurs réglementaires soient respectées.
Principe du contrôleur PFC
La tension alternative entrant dans un convertisseur ACDC est redressée par un pont de diodes, puis lissée par un condensateur et convertie en tension continue. À ce stade, la tension aux deux extrémités du condensateur et le courant qui traverse le condensateur sont décalés, ce qui entraîne une différence de phase entre la tension et le courant d’entrée.
De plus, aucun courant ne circule pendant la période où la tension alternative d’entrée est inférieure à la tension aux deux extrémités du condensateur. Le courant de charge quant à lui ne circule que pendant la période la plus élevée, de sorte que la forme d’onde du courant d’entrée est déformée par rapport à une onde sinusoïdale et que des courants harmoniques sont générés. Cette différence de phase et les courants harmoniques causés par le condensateur de lissage sont des facteurs qui détériorent le facteur de puissance.
Pour améliorer le facteur de puissance, un circuit PFC est inséré entre le pont de diodes et le condensateur de lissage ; le circuit PFC a une structure de circuit similaire à celle d’un convertisseur DCDC boost et contrôle les éléments de commutation en marche et en arrêt de sorte que le courant d’entrée se rapproche d’une onde sinusoïdale.
Structure du contrôleur PFC
Le circuit d’un contrôleur PFC se compose d’un inducteur, d’un FET et d’une diode. Le FET désigne un transistor à effet de champ qui, comme son nom l’indique, est un type de transistor.
Lorsque le FET est activé et désactivé, le courant circulant dans la bobine change rapidement, mais la bobine a la propriété de ralentir la variation du courant circulant. Grâce à ces opérations, le courant circulant dans la bobine devient une onde triangulaire. Une commande de commutation répétée est utilisée pour garantir que la valeur de crête du courant de la bobine est sinusoïdale.
Autres informations sur les contrôleurs PFC
1. Système de circuit du circuit PFC
Il existe deux types de circuits PFC : un système unique composé d’un ensemble de commutateurs et un système entrelacé composé de deux ensembles de commutateurs, dont les phases sont décalées de 180° pour supprimer le courant d’ondulation.
Il existe également deux modes de fonctionnement : le mode continu (CCM) pour les applications à forte puissance (200-500 W) et le mode critique (CRM) pour les applications à puissance moyenne (100-200 W). Il est important de choisir celui qui convient à l’objectif et à l’application.
2. Puissance active et puissance apparente
- Puissance active
Il s’agit de la puissance consommée par la charge (celle non consommée par la charge est appelée puissance réactive). - Puissance apparente
Il s’agit de la puissance fournie par une alimentation en courant alternatif. Elle est calculée comme le produit de la tension efficace et du courant efficace appliqués à la charge. Les puissances actives et réactives susmentionnées sont toutes deux produites à partir de la puissance apparente. La somme des puissances actives et réactives est donc la puissance apparente.