INFORMAZIONI TECNICHE

PFC PFC attivo

PFC attivo 

Diversamente da un motore elettrico, l' alimentatore non ha parti in movimento, ma solo componenti elettronici e risulta più semplice l' adeguarlo ad un fattore vicino ad 1 con un approccio puramente elettronico.
Come detto, la correzione passiva è il sistema meno costoso e fornisce un adeguato valore medio del fattore di potenza corretto, che, però, sarà vario a seconda del carico imposto a valle dell' alimentatore.

Da qui l' idea di inserire una correzione attiva : in questo caso un circuito elettronico modifica istante per istante il valore del fattore di potenza, cercando di mantenerlo quanto possibili al massimo. Il sistema è più costoso, ma il valore medio è il più alto possibile.

Il più alto possibile si intende in relazione al fatto che un fattore 1 sarà in qualsiasi caso difficile da raggiungere perchè non viene modificata la struttura del circuito dell' alimentatore vero e proprio, ma solo aggiunta una componente di correzione, per quanto raffinata.

Va precisato che 

esistono diversi approcci al pfc attivo, per cui parlare di "pfc attivo" come di una unica realtà è un primo grave errore. 

Ad esempio, il sistema più semplice di PFC attivo prevede di sostituire il ponte raddrizzatore iniziale con sottoinsieme composto da uno switch di potenza, una bobina,, un controller integrato e pochi altri componenti che ha lo scopo di raddrizzare la corrente mantenendo quanto più possibile in fase corrente e tensione. Anche in questo caso, NULLA del circuito che segue viene modificato !

La soluzione circuitale schematizata a alto prende il nome di boost.  Si basa su una induttanza che conserva energia fino a che viene scaricata prima di iniziare un nuovo ciclo. L' interruttore indicato nello schema non è un componente fisico, ma è realizzato con un  MOSFET.

Il comando dell' MOSFET-interruttore è demandato ad un drive, realizzato attorno ad un circuito integrato appositamente progettato. Questo specifico genere di applicazione carica i condensatori cercando di mantenere la forma della corrente priva di picchi e in fase con la tensione. La correzione del carico capacitivo viene effettuata, quindi, per via elettronica, agendo sulla commutazione dell' energia primaria con una metodologia del genere switching. 
Si deve notare che la o le bobine dello schema qui sopra non hanno la stessa funzione attribuita a quelle del sistema passivo, ovvero non compensano direttamente con la loro reattanza induttiva quella capacitiva del carico, ma sono un elemento indispensabile al circuito di commutazione.

A lato, una delle tante realizzazioni, basata sul componente di L6561 di ST Microelectronics (al cui sito si rimanda per una descrizione tecnica più approfondita del prodotto), che comanda un commutatore di potenza costituito da un mosfet visibile in primo piano, fissato con una vite sull' aletta di raffreddamento.  Si nota della pasta termo conduttiva bianca applicata sulla superficie interna del radiatore in alluminio e che serviva ad accoppiarlo termicamente ad uno dei radiatori del circuito principale per aumentare la superficie radiante.

Questo genere di applicazioni è definito come "pre regolatore pfc" in quanto non modifica la circuiteria dell' alimentatore vero e proprio, ma si limita a fornire alla linea di alimentazione un carico con un elevato fattore di alimentazione, sostituendo in modo attivo il ponte raddrizzatore tradizionale. Solitamente questi sub assembli trovavano varia collocazione nei box degli alimentatori, ad esempio supportati dalle alette di raffreddamento oppure avviatati sul coperchio. In questo modo si ottiene la correzione PFC attiva indipendentemente dalla costruzione del regolatore principale.
Attorno a questo sistema di pre regolazione, sono nate una notevole quantità di soluzioni diverse, in quanto un buon numero di costruttori di circuiti integrati ha messo a catalogo uno o più componenti specifici per risolvere il problema. Quindi è possibile trovare implementate varie famiglie di questi componenti, con le relative particolarità circuitali.

Una soluzione di pre regolatore simile alla precedente, ma realizzato attorno ad un diverso componente (UCC3817), che, data la maggior potenza trattata, richiede una maggior complessità circuitale, usando come switch una coppia di transistor mosfet, mentre i diodi che nel circuito precedente erano in aria libera, qui sono fissati su radiatore più piccolo. Questo tipo di pre regolatori non sono specificamente progettati per alimentatori PC, ma sono adattabili ad ogni genere di applicazione in cui si deve raddrizzare la tensione di rete, come ad esempio nei ballast delle lampade elettroniche, dove, peraltro, si usano soluzioni ancor meno raffinate.

Una ampia parte delle soluzione denominate PFC Attivo corrisponde a pre regolatori di questo genere, che hanno essenzialmente lo scopo di riportare a valori accattabili il rapporto tra corrente e tensione durante la carica dei grossi condensatori di filtro dopo il ponte raddrizzatore di rete.
Certamente questa soluzione eleva il cos phi a valori molto superiori all' approccio passivo; mediamente valori da 0,86 in su sono facilmente raggiunti e, lavorando come un "raddrizzatore attivo" , riesce a compensare entro certo limiti la deformazione della forma d' onda della corrente, riducendo i picchi che contraddistinguono gli alimentatori switch mode privi di pre regolazione.