PFC teknikens utbredning i hemelektronik. Av Ola Jacobsson

Storlek: px
Starta visningen från sidan:

Download "PFC teknikens utbredning i hemelektronik. Av Ola Jacobsson"

Transkript

1 PFC teknikens utbredning i hemelektronik Av Ola Jacobsson

2

3 Förord Rapporten är skriven på uppdrag av EMC on Site, ett projekt på Luleå Tekniska Universitet i Skellefteå som forskar inom området elektromagnetisk kompatibilitet och elektriska störningar på elnätet. Syftet med rapporten är att beskriva tekniken effektfaktorkorrigering på ett enkelt och lättförståeligt sätt samt att belysa användningen av denna teknik inom hemelektroniken. Rapporten är också en fortsättning på mitt tidigare arbete om elektroniken i effektfaktorkorrigerande kretsar. Under arbetes gång har jag fått hjälp av ett antal personer jag vill tacka för allt stöd. Martin Lundmark, som uppdragsvigare och eldsjäl vid EMC on Site. Anders Larsson, för hjälp med litteratur vid EMC on Site. Staffan Nilsson, examinator vid Luleå Tekniska Universitet. I

4 Abstract Power factor correction is a technique to improve the ratio between the imaginary and the real power. This can be accomplished in many different ways and can be divided into passive and active power factor correction. But the active power factor correction produces side effects which can cause problems with the power grid. This can, for example, interfere with surveillance equipment and produce noise in audio equipment. The research shows that passive correction is quite common in home electronics and that active correction is in progress. II

5 Sammanfattning Effektfaktorkorrigering är en teknik för att förbättra förhållandet mellan den skenbara och den verkliga effekten. Detta kan utföras på en rad olika sätt och kan delas in i passiv och aktiv effektfaktorkorrigering. Men den aktiva korrigeringen ger upphov till andra effekter som kan orsaka problem på elnätet. Detta kan t.ex. störa ut övervakningsfunktioner och ge brus i audioutrustning. Undersökningen visar att passiv korrigering är vanligt förkommande i hemelektronik och att aktiv korrigering är på frammarsch. III

6 Innehåll FÖRORD... I ABSTRACT... II SAMMANFATTNING... III FÖRKLARINGAR... 1 ELLÄRA... 3 GRUNDENHETER...3 Ström... 3 Spänning... 3 Impedans... 3 Resistans... 3 Reaktans... 4 Kapacitans... 4 Induktans... 4 FREKVENS...5 FASFÖRSKJUTNING...5 EFFEKT...5 Skenbar effekt... 5 Aktiv effekt... 6 Reaktiv effekt... 6 Effektfaktor... 6 PASSIVA ELEMENT...7 Resistor... 7 Induktor... 7 Kondensator... 7 Diod... 8 EFFEKTIVVÄRDE...8 DISTORSION... 8 HARMONISKA ÖVERTONER...8 HÖGFREKVENT DISTORSION...9 Spänningsvariationer... 9 Problem med högfrekvent distorsion... 9 KONTROLLTEKNIKER TRADITIONELLA NÄTAGGREGAT (UTAN PFC) IV

7 PASSIV PFC LCD riktare AKTIV PFC Boost Buck Buck-Boost Kontinuerligt & diskontinuerligt mode Fördelar med APFC STANDARDER FÖRVÄNTAD TILLVÄXT STUDERAD ELEKTRONIK FÖRETAGSUNDERSÖKNING MÄTNINGAR HEMELEKTRONIK Beräkningar LITTERATURSTUDIE Kretsar för aktiv PFC LCD TV Vitvaror Lysrör med HF armatur RESULTAT DISKUSSION MÄTMETOD VIDARE FORSKNING SUMMERING LITTERATURFÖRTECKNING BILAGA V

8 Förklaringar Ström Uppstår då laddade partiklar förflyttas. Definieras som laddning per tidsenhet och anges med enheten Ampere (A). Spänning Anger skillnad i elektrisk potential som uppstår p.g.a. över- eller underskott av elektroner och anges med enheten Volt (V). Impedans Det totala motståndet för en elektrisk krets. Impedansen som mäts i ohm (Z) är frekvensberoende och påverkas både av resistansen och av reaktansen. Resistans Den strömbegränsande förmågan hos elektriska kretsar. Mäts i ohm och betecknas med R och är inte frekvensberoende. Reaktans Innefattar det frekvensberoende motståndet hos både kondensatorer och induktorer. Mäts i ohm och betecknas med X. Kapacitans Förmåga att lagra elektriska laddningar hos bl.a. kondensatorer. Mäts i farad och betecknas med C. Induktans Förhållandet mellan det magnetiska flödet och strömstyrkan. Används till att ange storleken på bl.a. induktorer. Mäts i henry och betecknas med H. Frekvens Anger antal svängningar per sekund för periodiska signaler. Mäts i Herts (Hz). Tiden för en svängning blir ett genom frekvensen. Fasförskjutning Den vinkel som uppstår mellan ström och spänning om strömmen inte har sitt nollvärde samtidigt som spänningen. Mäts i grader eller radianer. Skenbar effekt Används i samband med växelspänning för att beteckna den totala effekt en apparat förbrukar. Aktiv effekt Den del av den skenbara effekten som producerar arbete, t.ex. värme hos en radiator eller moment för en motor. Reaktiv effekt Den del av den skenbara effekten som inte producerar nyttigt arbete. Denna del lagras i reaktiva element som t.ex. kondensatorer och pendlar fram och tillbaka inom en sluten krets. 1

9 Effektfaktor Förhållandet mellan aktiva och skenbara effekten. Resistor Vanligaste passiva komponenten för att erhålla en resistans i en elektrisk krets. En resistans kan ha ett fast eller varierbart motstånd som är oberoende av frekvens. Induktor Passiv komponent som ofta består av koppartråd lindad rund en spole för att skapa induktans. Används mestadels för att filtrera ut olika frekvenser. Kondensator Passiv komponents som lagrar elektrisk laddning. Kondensatorns kapacitans bestämmer dess storlek och förmåga att lagra laddningar. Används bl.a. i filter och likriktare. Diod Elektrisk komponent som bara leder ström i ena riktningen. Undantaget är s.k. zenerdioder som släpper igenom backspänningar över ett visst värde. Effektivvärde Det värde på en likriktad ström eller spänning som ger lika mycket effekt som dess sinusformade motsvarighet. Är endast användbart för växelspänningar. Distorsion Avvikelse från spänningens eller strömmens ideala sinusform. PFC Power Factor Correction, den svenska termen är EffektFaktorKorrigering. Teknik som används för att förbättra förhållandet mellan aktiva och skenbara effekten. Passiv PFC Effektfaktorkorrigering utförd endast med passiva komponenter. Aktiv PFC Effektfaktorkorrigering utförd med aktiva komponenter, d.v.s. med integrerade kretsar som styr utseendet på strömkurvan med hjälp av olika inbyggda algoritmer. 2

10 Ellära Grundenheter Ström Elektrisk ström (i dagligt tal även strömstyrka) uppstår då laddade partiklar förflyttas. Ström definieras som laddning per tidsenhet (dq/dt). De rörliga laddade partiklarna är vanligtvis elektroner men även joniserade partiklar kan utgöra rörliga laddningsbärare (Wikipedia Elektrisk ström, 2007). I en elektrisk krets säger man av historiska skäl att strömmen går från pluspol till minuspol även om elektronerna rör sig i motsatt riktning. SI-enheten för elektrisk ström är ampere med symbolen A. I elektriska formler används symbolen I (ty. Intensität 'styrka', 'intensitet') för elektrisk ström. Spänning Elektrisk spänning är en skillnad i elektrisk potential (möjlighet, resurser) mellan två punkter. Här handlar det om överskott och underskott av elektroner (Wikipedia Elektrisk spänning, 2007). Om punkterna skulle komma i kontakt med varandra genom en elektrisk ledare som till exempel en metalltråd eller resistor uppstår en elektrisk ström som strävar att utjämna potentialskillnaden mellan punkterna. Elektrisk spänning mäts i SI-enheten volt som förkortas V. Eftersom 1 V = 1 J/As, är elektrisk spänning den energi som laddningen 1 As avger eller upptar när den rör sig genom ett elektriskt fält. Enheten volt är ingen grundenhet i SI utan definieras som den spänning som krävs över t ex en resistans för att strömstyrkan 1 A ska generera effekten 1 W enligt effektformeln effekt = spänning ström. En storhet som anger den elektriska spänningen mellan två punkter brukar betecknas U (av ty. Unterschied som betyder 'differens', 'skillnad'). Impedans Impedans är det elektriska motståndet för en växelström och mäts i SI-enheten ohm (Ω). Impedansen består av två mot varandra vinkelräta komponenter, en resistans och en reaktans (Wikipedia Impedans, 2007). Det är vanligt att impedansen skrivs som ett komplext tal. Resistansen anges då av det komplexa talets realdel och reaktansen anges av det komplexa talets imaginärdel. Impedans förekommer i alla elektriska kretsar och komponenter. Betecknas vanligtvis med bokstaven Z. Resistans Resistans betecknar ett visst slag av strömbegränsande förmåga hos en elektrisk krets (Wikipedia Resistans, 2007). Ju högre resistansvärde kretsen har, desto högre 3

11 spänning krävs för att driva en ström av en viss styrka genom kretsen. Resistans mäts vanligtvis i ohm. Vid likström kan man beräkna strömstyrkan i en ledare genom att dividera spänningen över ledaren med dess resistansvärde i enlighet med Ohms lag. I kopplingsscheman och beräkningsuttryck betecknas resistansen vanligtvis med R. Reaktans Reaktans betecknar ett slag av frekvensberoende elektriskt motstånd. Reaktansen hos en krets uppvisar endera induktiv eller kapacitiv karaktär och orsakar en fasvridning mellan -90 och +90. Reaktansen tillsammans med resistansen bestämmer det totala växelströmsmotståndet, impedansen, för en elektrisk krets. Reaktans förekommer där elektriska eller magnetiska fält utvecklas proportionellt mot ström eller spänning (Wikipedia Reaktans, 2007). Kondensatorer och induktorer är komponenter tillverkade för att åstadkomma reaktans. När en växelström passerar genom en reaktiv krets kommer spänningen att fasförskjutas relativt strömmen. Reaktans symboliseras med bokstaven X och mäts i enheten ohm (Ω). Kapacitans Kapacitans är ett mått på förmågan att lagra elektriska laddningar hos kretsar vilka vanligtvis är linjära med avseende på förhållandet mellan den lagrade laddningsmängden och den spänning som ligger över kretsen (Wikipedia Kapacitans, 2007). Kapacitans är definierad som förhållandet mellan den elektriska laddningsmängden Q och den elektriska potentialen V (spänningen över kretsen): SI-enheten för kapacitans är farad; 1 farad (C)= 1 coulumb per volt. En rent kapacitiv krets ger en negativ fasförskjutning där strömmen är 90 grader före spänningen. Induktans En elektrisk ström som flyter genom en krets orsakar ett magnetiskt fält och därmed ett magnetiskt flöde genom kretsen. Förhållandet mellan det magnetiska flödet och strömstyrkan kallas induktans eller mera korrekt kretsens självinduktans (Wikipedia Induktans, 2007). Vanligtvis används symbolen L för induktans. SI-enheterna för induktans är Weber per Ampere och enheten för induktans är henry (H): 1H = 1Wb/A. Om strömmen genom en induktiv krets varierar kommer en spänning att uppstå över den induktiva komponenten som är proportionell mot den magnetiska flödesändringen per tidsenhet. 4

12 Där minustecknet beror på att induktansen motverkar ändringen av strömmen. En induktans orsakar en fasskillnad mellan spänning och ström. Denna fasvridning är positiv för en induktiv krets, det vill säga, fasmässigt kommer spänningen att ligga före strömmen. En passiv, rent induktiv krets (som inte innehåller transistorer, strömoch spänningsgeneratorer etc.) ger en fasvridning av 90 grader för en sinusformad ström/spänning. Frekvens Frekvens är ett mått på antalet av en repeterande händelse inom en given tid. För att beräkna frekvensen fixerar man ett tidsintervall, räknar antalet förekomster av händelsen och dividerar detta antal med längden av tidsintervallet (Wikipedia Frekvens, 2007). Resultatet ges i enheten hertz (Hz), där 1 Hz är en händelse som inträffar en gång per sekund. Alternativt kan man mäta tiden mellan två förekomster av händelsen (perioden) och därefter beräkna frekvensen som ett genom den uppmätta periodtiden. Fasförskjutning frekvens = 1/periodtid Fasförskjutning innebär att funktionsvärdena hos periodiska förlopp inte sammanfaller utan är förskjutna i tiden. En växelströms (AC) spänning och strömstyrka är till exempel fasförskjutna om de inte antar sina maximivärden samtidigt (Wikipedia Fasförskutning, 2007). Fasförskjutningen kan visas med diagram och anges i vinkelmått, där en hel svängning är ett varv, alltså 360 grader. Effekt I elektroteknik är den momentana effektutvecklingen av en elektrisk komponent produkten av spänningen över komponenten och elektrisk ström genom komponenten (Wikipedia Effekt, 2007). För likformig (DC) ström och spänning gäller. Där I är momentan- eller medelström i ampere, U är momentan- eller medelspänning i volt och R är resistansen i ohm. Skenbar effekt Skenbar effekt uppkommer i samband med växelspänning, då det är otillräckligt att beskriva effekten som produkten av spänning och ström. I växelspänningssystem skiljer man därför på skenbar, aktiv och reaktiv effekt (Wikipedia Skenbar effekt, 2007). Skenbar effekt är en sammanställning av dessa båda slag av effekt och ger ett mått på den faktiska effekt som en produkt tål eller drar från elnätet. 5

13 Aktiv effekt Aktiv effekt är den effekt som blir nyttigt arbete då en maskin kopplas till elnätet. Det är den vi märker av i maskiner och yttrar sig som värme i ett element eller moment i en elmotor (Wikipedia Aktiv effekt, 2007). Reaktiv effekt Reaktiv effekt uppstår i växelspänningssystem. Den utgör den del av den skenbara effekten som inte ger upphov till nyttigt arbete; den förbrukas inte i växelspänningskretsen (Wikipedia Reaktiv effekt, 2007). Den reaktiva effekten är ett mått på fasförskjutningen mellan strömmen och spänningen över kretsen. Den reaktiva effekten utgör ett mått på den momentana effekt som åtgår på grund av energilagrande komponenter av kapacitiv eller induktiv karaktär. Reaktiva komponenter förbrukar ingen energi över en längre tid, men har en momentan energiförbrukning som skiljer sig från noll. Detta beror på att de varierande spänningar och strömmar som utgör ett växelspänningssystem ger upphov till energilagring och energiurladdning i kretsen. Effektfaktor Effektfaktorn (Power Faktor, PF) definieras som förhållandet mellan aktiva effekten P och den skenbara effekten S (Larsson, 2006, s. 13). I enfassystem med låg harmonisk distorsion kan den aktiva och den skenbara effekten beräknas från följande ekvation. Där V och I är effektivvärdet (RMS) av spänningen och strömmen och θ är vinkeln mellan spänningen och strömmen. Effektfaktorn beskriver då vinkeln mellan spänningen och strömmen. När det finns en vinkel mellan spänningen och strömmen kommer effektfaktorn att minska och bli mindre än ett. Detta är inte önskvärt p.g.a. ökande förluster i transmissionsledningar för att de kommer att behöva överföra mer ström än nödvändigt för att föra över samma mängd energi. 6

14 Passiva element Resistor Resistor, även kallad motstånd, är den vanligast förekommande komponenten i elektriska kretsar. Konstruktionen består av en oftast isolerad kropp med anslutningar, där innehållet är ett motståndselement, tillverkat av ett material med känd resistivitet (ρ), i form av en stav, ett rör, folie, ytskikt eller tråd med viss längd (l) och area (A) (Wikipedia Resistor, 2007). Enheten för resistans är ohm (Ω). Motstånd som är oberoende av ström, spänning och yttre faktorer, till exempel temperatur eller ljus, kallas för "linjära motstånd" eller bara "motstånd". Om resistansen varierar med ström, spänning eller yttre faktorer benämns komponenten för "olinjärt motstånd", eller med ett namn som anger vad motståndet är beroende av. Induktor Spole är ett samlingsnamn på cylindrar som man virar tråd runt. Ofta avses en passiv elektrisk komponent, eller så kallad induktiv komponent (induktor), som används i apparater för att filtrera eller välja ut signaler av bestämd frekvens. Ett alternativt synsätt är att betrakta induktiva komponenter som ström- och spänningsdämpare. När strömmen genom spolen förändras alstras en motriktad spänning, s.k. elektromotorisk kraft (emk). Spolar gör olika motstånd beroende på strömmens frekvens, så de har s.k. reaktans (Wikipedia spole, 2007). I en spole varierar reaktansen åt andra hållet: strömmen bromsas upp ju högre frekvens den har. Detta gäller dock bara växelström, likström släpps igenom spolen utan att bromsas alls. Storleken på induktorn mäts i Henry. Kondensator En kondensator är en elektronikkomponent med förmåga att lagra en viss elektricitetsmängd. Den består av två ledande plattor med ett isolerande material emellan. Mellan dessa plattor samlas under uppladdningen elektroner. Hur många elektroner som samlas per volt anger kondensatorns storlek vilket benämns som kapacitansen C mätt i enheten Farad (Wikipedia kondensator, 2007). Elektricitetsmängden, det vill säga den laddningsmängd Q som kan lagras i kondensatorn, är proportionell mot den pålagda spänningen U över kondensatorn enligt sambandet Medan kondensatorn laddas upp flyter en förskjutningsström genom kretsen. När kondensatorn kortsluts urladdas den med en hastighet som i huvudsak begränsas av kretsens resistivitet. Kondensatorn kan laddas upp under en viss tid, och kan i sedan verka som en spänningskälla med hög effekt. 7

15 Diod Dioden är en icke-linjär elektrisk komponent som leder elektrisk ström i endast en riktning (ideellt räknat). Namnet kommer av att den har två (di) elektroder, katod och anod. Ström kan bara gå från anod (pluspol) till katod (minuspol) - men inte tvärtom. En vanlig tillämpning av dioder är likriktning av växelström. Den vanligaste dioden är gjord av kisel, och börjar leda framåt när spänningen överstiger ungefär 0,65 volt. Om dioden backspänns, det vill säga att katoden påläggs högre potential än anoden, så leds en mycket liten ström genom dioden (så kallad läckström) (Wikipedia Diod, 2007). Typiskt värde på denna kan vara ett fåtal μa för vanliga kiseldioder. Om backspänningen görs tillräckligt hög sker ett s.k. genombrott, och dioden börjar leda ström bra, men skadas om strömmen inte kraftigt begränsas. Dock finns en speciell typ av dioder, s.k. zenerdioder, som tillverkas för att klara av just denna situation och leda ström bakåt under kontrollerade förhållanden. Typiskt för zenerdioden är att den när den väl börjar leda bakåt, vilket sker vid den så kallade zenerspänningen, har låg resistans. Effektivvärde En växelspännings eller växelströms effektivvärde, även kallat RMS (Root Mean Square), är värdet av den likspänning/likström som utvecklar lika mycket effekt i en specifik krets som växelstorheten ifråga utvecklar (Wikipedia effektivvärde, 2007). Effektivvärdet är endast meningsfullt att använda för kretsar vars egenskaper med avseende på effektutveckling kan anses vara konstanta under längre tidsperioder. När en växelstorhets värde anges, till exempel 230 V för nätspänningar, är det oftast effektivvärdet som avses. Toppvärdet för spänningen på elnätet är 400V. Distorsion I Sverige har spänningen en grundton eller en fundamental frekvens på 50 Hertz (Hz) och om lasten är rent resistiv får strömmen en kurvform som liknar spänningens form och har samma frekvens på 50 Hz. Om strömmens kurvform avviker från spänningens kurvform kallas det att strömmen har distorsion. Distorsion kan i huvudsak delas in i två olika grupper, harmoniska övertoner och högfrekvent distorsion. Harmoniska övertoner Harmoniska övertoner är i princip diskreta multiplar på grundtonen och kan vara av frekvenser både högre och lägre än den fundamentala frekvensen. För en fundamental frekvens på 50 Hz är den andra harmoniska övertonen på 100 Hz och den tredje på 150 Hz och så vidare (Larsson, 2006, s. 10). Dessa frekvenser är oftast kontinuerliga över en lång tid. De flesta standarder täcker frekvenser på 40 eller 50 gånger grundtonens frekvens d.v.s. en frekvens på upptill 2000 till 3000 Hz. En vanlig källa för harmoniska övertoner är oreglerade nätaggregat och likriktare för olika utrustningar t.ex. likströmsmotorer. 8

16 För att beräkna effektfaktorn när övertoner ingår i strömmen går följande approximativa formel att använda, då gäller inte längre sambandet att PF = cos θ. Denna approximation kan göras om spänningens totala harmoniska distorsion är mindre än 5 % och strömmens harmoniska distorsion är mer än 40 % (Larsson, 2006, s. 13). I1 är RMS värdet på den fundamentala strömmen och I är RMS värdet på den totala strömmen. Detta betyder att om den fundamentala strömmen och spänningen har samma fasvinkel, så kan effektfaktorn vara mindre än ett på grund av de harmoniska övertonerna. Högfrekvent distorsion Med högfrekvent distorsion menas i det här fallet ett kontinuerligt spektra av övertoner med frekvenser på 2000 Hz upp till 1 MHz d.v.s. ett frekvensområde som ligger över den harmoniska distorsionen (Larsson, 2006, s. 14). Denna distorsion är alltså inte bara jämna multiplar av grundtonen utan kan förekomma vid alla frekvenser inom det angivna spektrumet. Den vanligaste utrustningen som producerar denna distorsion är apparater vilka använder s.k. switchteknik i nätaggregat och spänningsomvandlare. Till denna utrustning hör bl.a. nätaggregat till datorer och HF-armaturer till lysrör. För att förbättra effektfaktorn och minska de harmoniska övertonerna används en teknik kallad effektfaktorkorrigering (PFC). PFC kan delas in i aktiv och passiv PFC där den passiva PFC tekniken är relativt skonsam mot elnätet medan den aktiva PFC tekniken producerar högfrekvent distorsion. Spänningsvariationer I elnät ingår alltid en viss resistans och induktans som tillsammans ger en impedans. Om elnätet vore idealt utan impedans skulle variationen i strömmen inte spela någon roll för spänningen. Eftersom ström och spänning följs åt enligt ett beroende på denna impedans kommer spänningen att variera i takt med att strömmen varierar. Impedansen har ett frekvensberoende och är alltså inte lika för alla frekvenser. Den kan vara högre för vissa frekvenser och lägre för andra frekvenser. Om impedansen är hög för just det producerade frekvensspektra kommer spänningen att påverkas relativt mycket p.g.a. strömvariationerna. Denna fluktuation i spänningen fortplantar sig genom ledningarna och sträcker sig olika långt beroende på elnätets uppbyggnad. Problem med högfrekvent distorsion Höga frekvenskomponenter kan leda till försämrad prestanda på elektroniska komponenter, till hörbart brus via telekommunikation och audioutrustning och till för snabbt åldrande för t.ex. fluorescerande lampor (Larsson, 2006, ss. 11,12). 9

17 Kommunikation via elnätet sker på dedicerade frekvensband vilka startar på 3kHz och upp till några hundra kilohertz. Det är på samma frekvensband switchningen sker för stora delar av utrustningen med effektfaktorkorrigering. Ju desto högre frekvensen blir, desto mer sannolikt blir det att hitta resonanser på elnätet samtidigt som det blir mer sannolikt att signalen börjar stråla och därmed förorsaka induktiva strömmar i annan utrustning. Det pågår också en diskussion om denna strålning kan ha någon effekt på människors hälsa men det finns f.n. ingen konsensus inom området. Distorsionen kan i vissa fall förhindra införandet av ny teknik, t.ex. medicinsk teknik eller teknik som har med annan säkerhet att göra. Sådan utrustning kan vara känslig för högfrekventa störningar. Om denna distorsion finns i t.ex. lampor och vindkraftverk kan den förhindra införandet av miljövänlig teknik. De harmoniska övertonerna kan förorsaka strömmar i nolledaren, s.k. zero-sequence current. Speciellt multiplar av den tredje övertonen börjar samverka med varandra och kan leda till problem med överhettning i elektronik. Kontrolltekniker Traditionella nätaggregat (utan PFC) Traditionella nätaggregat består i stort sett av en transformator, en likriktarbrygga samt en kondensator. Fig. 1 Traditionellt nätaggregat. Fig. 2 Övre kurvan visar spänningen och den nedre visar strömmen på elnätet. Figur 1 till vänster illustrerar ett sådant aggregat. Nätspänningen kopplas in i vänstra delen, likriktas av dioderna för att sedan glättas av kondensatorn. Kondensatorns uppgift är att lagra energi mellan vågdalarna för att behålla en jämn spänning till lasten. Denna glättning gör att strömmen till kondensatorn bara dras från elnätet på toppen av spänningskurvan och ger då upphov till strömmen i den undre kurvan i figur 2. Strömmens vågform genererar ett stort spektrum av harmoniska övertoner men endast ett litet spektrum högfrekvent distorsion. 10

18 Passiv PFC I dess enklaste form består vanligtvis passiv PFC av att ansluta en kapacitans till en induktiv krets eller av det omvända, att ansluta en induktans till en kapacitiv last, för att minska fasvinkeln mellan spänningen och strömmen. Denna typ av PFC ändrar endast fasvinkeln och kan inte användas för att förbättra låg effektfaktor vilken uppkommer på grund av harmoniska övertoner (Larsson, 2006, s. 13). Fig. 3 Schematisk bild över passiv PFC. Fig. 4 Den sinusformade kurvan visar spänningen och den deformerade kurvan visar strömmen. För att förbättra låg effektfaktor uppkommen på grund av harmoniska övertoner kan passiva element läggas till i kretsen. Det finns ett antal olika metoder för att minska övertonerna på strömmen till belastningen men dessa konstruktioner kan vara stora och tunga, beroende på hur mycket effekt belastningen drar. Figur 3 visar en passiv PFC bestående av två induktanser och två kapacitanser. Resultatet blir ett bandpassfilter som släpper igenom frekvenser enligt figur 4. Effektfaktorn kan bli så hög som 0.8 och mot 0.9 beroende på viken filtertyp som används. I det här fallet visas ett fjärde ordningens filter men även lägre och högre ordningar av filter är möjliga att tillverka. Ordningen på ett filter anger hur många reaktiva komponenter detta innehåller. Strömkurvan liknar spänningens kurvform men p.g.a. de induktiva elementen sker en viss eftersläpning i förhållande till spänningen. Detta gör att effektfaktorn inte kommer upp till ett. Övertonshalten för denna konstruktion blir lägre än för konstruktioner utan PFC och denna typ generar inte heller högfrekvent distorsion. LCD riktare En likriktare med en extra induktans, kapacitans samt en diod visas i figuren nedan. Iden med kretsen är att ändra IEC klassificering från klass D till klass A (Grigore). Kretsen ändrar strömmens form och ger endast en begränsad minskning av den harmoniska distorsionen men det blir ändå möjligt att byta klass från D till klass A. 11

19 Fig. 5 LCD likriktare. Fig. 6 Spänning och ström för LCD likriktare. Induktansen vill motverka strömförändringen när likriktarens spänning överstiger spänningen på C1. Då sjunker strömmen för ett kort ögonblick. När induktorn är laddad börjar strömmen att öka igen. När spänningen över likriktaren sedan sjunker till en nivå under C1 driver induktansen på strömmen till dess att den är urladdad till Ct. Aktiv PFC Idén med aktiv APFC (APFC) är att få strömmen som dras från nätet att få en sinusliknande form. Detta kan göras på flera olika sätt. Det vanligaste är att använda s.k. Buck, Boost eller Buck-Boost omvandlare, vilka förklaras senare i texten. Det går att mäta spänningens vågform och forma strömuttaget efter detta. Detta görs i båda teknikerna genom att dela upp strömuttaget i små delar för att på så sätt efterlikna spänningens vågform. En schematisk bild av hur en sådan konstruktion fungerar visas nedan i figur 7. En idealisk form på strömmen visas i figur 8. Fig. 7 Schematisk bild över aktiv PFC. Fig. 8 Ström och spänning för ideal PFC. Kopplingen består av en likriktare, en induktans samt en drivkrets, i bilden kallad PFC Drive. Dioden är till för att föra energin i nätet åt rätt håll under hela perioden och kondensatorn finns för att lagra energi och ge en jämn spänning till lasten. Principen går ut på att drivkretsen mäter spänningen efter likriktaren och reglerar strömmen efter denna genom att slå bytaren av och på i ett mycket snabbt förlopp. Det är detta förlopp som orsakar den högfrekventa distorsionen och ligger ofta på mellan khz. Eftersom en induktans har en inbyggd 12

20 tröghet mot förändringar av strömmen utnyttjas detta till regleringen. Med brytaren i läge till ökar strömmen genom induktansen nästan helt linjärt upp till en nivå som bestäms av spänningen i ett visst ögonblick. Utan denna induktans skulle nätet kortslutas och inte fungera alls. När brytaren slås i läge av fortsätter denna ström att flyta men då genom dioden fram till kondensatorn och lasten. Strömmen sjunker samtidigt nästan linjärt ned till noll p.g.a. att det inte finns någon spänning mellan dess poler. Kontrollkretsen mäter kontinuerligt strömmen genom spolen och känner av när det är dags att slå till brytaren igen. I figur 9 visas ett typiskt exempel på ett verkligt strömuttag från en PFC krets. Formen på kurvan är nästan helt sinusformad med undantag från svaga störningar på båda sidor av periodens mitt. Dessa störningar Fig. 9 Typisk strömkurva för APFC. uppkommer från kontrollkretsens styrelektronik och kan bl.a. härledas till nollgenomgångar för dioder (Jacobsson, 1992). Nollgenomgång är den korta tidsperiod dioder inte leder någon ström. För att en diod ska börja leda krävs en spänning på ca Volt mellan dess poler, anod och katod, och eftersom spänningen inte ökar momentant utan efter en sinusform kommer det alltså att dröja en kort tidsperiod innan spänningsskillnaden mellan polerna överstiger tröskelvärdet på 0.7 V. Denna korta störning innehåller allstå frekvenser som ger högfrekvent distorsion. Kuspdistorsion uppträder just efter att AC spänningen på ingången passerar noll volt (TI Application Note U-134). Vid den här punkten räcker strömmen som krävs för att ladda kretsen med energi inte till. Den verkliga strömmen följer inte den ideala kurvformen för ett kort ögonblick och kontrollkretsen fungerar inte som förutbestämt. Tiden som strömmen inte följer den ideala formen bestäms av storleken på induktansen. Lägre induktans leder till mindre kuspdistorsion. Denna distorsion är förhållandevis liten och består för det mesta av högre ordningens övertoner. Regulatorer kan arbeta i något som kallas för diskontinuerligt mode och detta tillsammans med kuspdistorsion är andra anledningar till orenheter i strömuttaget från elnätet. Boost En Boost-omvandlare (step up) är en effektomvandlare med en utspänning större än inspänningen. Den här typen av SMPS (Switching Mode Power Supply) innehåller minst två halvledare, en diod och en transistor, och minst ett lagringselement (Wikipedia Boost). Det ansluts ofta induktiva och kapacitiva filter på utgången för att förbättra prestandan. Den grundläggande principen för en Boost omvandlare består av två distinkta tillstånd. I när brytaren S är stängd ökar strömmen i induktansen. 13

21 I när brytaren S är öppen är enda vägen för strömmen att gå genom dioden, kapacitansen och genom lasten. Detta läge för över energin lagrad under den tid brytaren är stängd från induktansen till kapacitansen. Fig. 10 Schematisk bild på Boost omvandlare. En Boost-omvandlare arbetar i kontinuerligt läge om strömmen genom induktansen aldrig går ner till noll när brytaren S är öppen. Buck En Buck-omvandlare (step down) är en s.k. DC till DC omvandlare (Wikipedia Buck). Designen är liknande Boost omvandlaren och precis som denna använder den en diod, en transistor, en induktans och en kapacitans. Det enklaste sättet att reducera likspänning är att använda sig av en spänningsdelare, men spänningsdelare förlorar energi eftersom de omvandlar den överfödiga spänningen till värme, dessutom blir utspänningen inte reglerad på något sätt. En Buck-omvandlare är däremot mycket effektiv, verkningsgraden kan vara upp till 95 %, och samtidigt reglera utspänningen, vilket t.ex. gör den användbar för att konvertera batterispänningar på 12 eller 24 Volt i en laptop ned till olika spänningar som behövs till processorn. Den växlar mellan att ansluta induktansen till spänningskällan för att lagra energi och att ladda ur induktansen genom lasten. Fig. 11 Schematisk bild på Buck omvandlare. 14

22 En Buck-omvandlare arbetar i kontinuerligt läge om strömmen genom induktansen aldrig går ner till noll i läget när bytaren S är öppen. Buck Boost En Buck-Boost-omvandlare är en DC-DC omvandlare som har en utgångsspänning som är antingen större eller mindre än ingångsspänningen (Wikipedia Buck boost). Det är en SMPS med en konstruktion liknande Buck och Boost omvandlarna. Spänningen på utgången är justerbar med hjälp av till och frånslagstiderna på brytaren mellan spänningskällan och induktansen. En nackdel med den här omvandlaren är att brytaren inte har någon koppling till jord, detta gör drivkretsen mer komplicerad. Dessutom har utgångsspänningen motsatta polaritet mot ingångsspänningen. Fig. 12 Schematisk bild på Buck Boost omvandlare. Den grundläggande principen är ganska enkel. När brytaren är på är spänningskällan direkt kopplad till induktansen. Detta lagrar energi. I detta läge är det kapacitansen som levererar energi till lasten. När brytaren är av är induktansen kopplad till lasten och kapacitansen. Därmed förs energi över från L till C och R. Jämfört med Buck och Boost omvandlare har Buck-Boost omvandlare dessa egenskaper. Polariteten på utgångsspänningen är omvänd mot spänningen på ingången. Utgångsspänningen kan varia kontinuerligt mellan noll och minus oändligheten (för en ideal omvandlare). För Buck och Boost omvandlare är utgångsspänningen 0 till Vi samt Vi till oändligheten. De här tre typerna av omvandlare kan arbeta i något som kallas för kontinuerligt eller diskontinuerligt mode. Kontinuerligt & diskontinuerligt mode Skillnaden mellan kontinuerligt och diskontinuerligt mode är för alla tre typer av omvandlare att i kontinuerligt mode går strömmen i induktansen aldrig ned till noll vilket den gör i diskontinuerligt mode. 15

23 Fig. 13 Kontinuerligt mode på strömmen. Fig. 14 Diskontinuerligt mode på strömmen. I figur 13 ses hur strömmen flyter i kontinuerligt mode och går aldrig ned till noll. Denna styrs av till- och frånslagstiderna hos brytaren S. Figur 14 illustrerar diskontinuerligt mode. Det uppstår där en liten tidslucka mellan upp och urladdning där det inte flyter någon ström i induktansen. Vilken mode kretsen arbetar i beror också på vilken last som är ansluten. Om belastningen är tillräckligt låg kommer kretsen alltid att arbeta i kontinuerligt mode och gradvis skifta över till diskontinuerligt mode. Fördelar med APFC En sinusformad ström ger den bästa effektiviteten för överföring av energi via elnätet. För samma överförda energi kräver en icke sinusformad våg större kapacitet på elnätet än en helt sinusformad våg. Detta medför i sin tur att elnätet måste dimensioneras kraftigare och elpriset blir därmed dyrare för kunden. Icke sinusformad ström leder till icke sinusformad spänning. Viss typ av utrustning, speciellt elektriska motorer, kommer kanske inte att fungera korrekt eller kommer till och med att bli skadade när spänningens vågform avviker för mycket från en sinusformad sådan. Icke sinusformad ström förorsakar högre förluster än en sinusformad ström för samma överförda energi. Detta kan föra med sig överhettning av komponenter i kraftsystemet, speciellt transformatorer för distribution i elnätet. En indirekt effekt med icke sinusformad ström är att det kan ge lågfrekventa magnetiska fält i bl.a. kontorsmiljöer om elsystemen är konstruerade med noll- och jordledare. Standarder De nämnda negativa effekterna av distorsionen har skapat ett behov av att begränsa de harmoniska övertonerna för elektronik ansluten till elnätet. Standard IEC gäller för utrustning med en angiven ström på upp till och med 16 A per fas vilken är tänkt att anslutas till 50 eller 60 Hz och V per fas. Elektrisk utrustning delas in i fyra grupper (A, B, C eller D) för vilka det är satt begränsningar i strömmens 16

24 harmoniska övertonshalt (EPSMA). Klasserna är uppdelade med avseende på utrustningens effektuttag. I klass A ingår trefasutrustning, i klass B ingår bärbar utrustning och svetsutrustning som inte är professionell. I klass C ingår ljusutrustning och klass D innehåller datorer, TV-apparater och annan utrustning med en förbrukning på mindre än 600 W. Standarden har skrivits om flera gånger och en andra utgåva publicerades år 2000 med ett tillägg Standard IEC ger rekommendationer för utrustning med strömstyrka på mer än 16 A per fas. Produkter som täcks av IEC , men inte nödvändigtvis kräver PFC är: Hushållsapparater och bärbara verktyg: t.ex. dammsugare, tvättmaskiner, spisar. Ljusutrustning Bild och ljud utrustning UPS Alarm Industriell, vetenskaplig och medicinsk utrustning Radio och telekommunikation Det finns dock inga begränsningar i övertonshalten för: Utrustning med lägre effektförbrukning än 75 W Professionell utrustning med mer än 1 kw effektförbrukning Värmeelement med en effekt på under 200 W Dimutrustning för glödlampor Förväntad tillväxt Förväntad tillväxt fram till 2011 för apparatur med aktiv PFC inbyggd. Av tabellen går att avläsa att det bör ske en årlig tillväxt på ca 10 procent för världsmarknaden (Research and marktes). Sverige kan antas ligga något över detta snitt då vi är en teknikintensiv marknad Årlig tillväxt Inbyggda % nätaggregat Batteriladdare % Adapter % Motorstyrningar % Ljuslaster % Total % Tabell 1. Världsmarknad för nätaggregat per produkt. (Millioner enheter) 17

25 Studerad elektronik Företagsundersökning För att undersöka förekomsten av aktiv PFC kretsar i modern hemelektronik har det genomförts en undersökning bestående av några enkla frågor till svenska företag inom elektronikbranschen. Dessa företag bestod bl.a. av leverantörer som Elektrolux och Philips samt av några firmor som reparerar sådan elektronik. Det visade sig att alla intervjuade i undersökningen hade låg eller ingen förståelse för vad denna typ av elektronik innebär eller om den ens förkommer i någon av deras respektive produkter. Anledningen antas vara att de stora elektroniktillverkarna som t.ex. Philips inte konstruerar någon elektronik inom Sverige och därför inte behöver utbilda personal inom området. Utvecklingen inom hemelektronik har lett till modulbaserad tillverkning och vid reparation av produkterna byter reparatörerna endast nya kort i de trasiga enheterna. Detta får till följd att reparatörer av elektronik inte heller behöver denna speciella kunskap inom området, det räcker med att de kan konstatera vilken det trasiga kortet är och byta denna till en fungerande enhet. En av firmorna i undersökningen påstod dock att denna typ av elektronik med PFC finns i nästan alla nysålda produkter, som t.ex. ljud- och bildutrustning. Efter en enkel kontroll av studentens egen elektronikutrustning framkom dock att det måste vara passiv PFC reparatören syftade på och inte aktiv PFC som undersökningen egentligen syftade till. Mätningar hemelektronik Mätningarna är gjorda med ett Velleman PPS10 oscilloskop samt en Pearson 411 strömomvandlare. Oscilloskopet har 2MHz bandbredd och 10M sampels per sekund, är handhållet med serieinterface för datorkommunikation. Strömomvandlaren ger 0.1 V per Ampere och har 20 MHz bandbredd. Denna utrustning ger tillräckligt bra noggrannhet för att på kurvformen avgöra vilken typ av korrigering den uppmäta utrustningen innehåller. Den undersökta utrustningen är Dator Kompaktlysrör TFT Bildskärm DVD Keyboard AVR Receiver LCD TV Bildrörs TV Diodlampa Energisparlampa 18

26 Bilder på mätningarna återfinns i bilaga 1. En helt sinusformad kurva tyder på att utrustningen använder växelström. Om kurvan är sinusliknande med ojämnheter antyder det att utrustningen innehåller aktiv PFC. En kurva som inte är sinusformad indikerar troligen passiv PFC eller ingen kompensation alls. Om den vänstra, positiva, flanken lutar något mer än den negativa samt har en mjuk övergång till den branta delen innehåller apparaten troligen passiv PFC. En brant, näst intill vertikal, positiv flank följt av en något mindre sluttande negativ flank indikerar antagligen att apparaturen är utan PFC. Denna metod kan inte garantera att konstruktionen kan detekteras men ger en sannolik indikation på kretsvalet. Beräkningar För att beräkna strömmen användes kompaktlysrör som referens. Eftersom en del elektronik drar mycket lite ström måste mätledningen lindas flera varv runt kärnan för att ge tillräckligt stor signal för att kunna avläsas på oscilloskopet. Det går inte att multiplicera känsligheten för kärnan med antalet varv som lindas p.g.a. av förluster i magnetfältet och andra yttre störningar. Lysrörslampan drar en nästan ideal sinusvåg och detta utnyttjas till att beräkna en faktor vilken går att multiplicera med de övriga graferna för att ge en approximativ ström. Mätningen av kompaktlysrörets ström är gjort med en ST-5325 Multimeter. Denna gav 120mA vid strömmätning på kompaktlysröret. Mätningen med oscilloskop är gjord med 20 mv per ruta och eftersom det i figuren är ca 6 st. rutor kurvan spänner över ger detta en total spänning på ca 120 mv. För att kontrollera mätningen av strömmen med multimetern kan effekten enkelt beräknas. Med multimeter blir effekten P = U*I om effektivvärde används. Effektivvärdet av spänningen är ca 230 V. och multimetern mäter effektivvärdet på strömmen om denna är sinusformad. Detta ger P = 230 * 0.12 = 27.6 W. Lampan som sitter i är på 11 W. och med förluster inräknat kan detta vara ett rimligt värde. Förhållandet mellan strömmens topp till toppvärde och spänningens topp till toppvärde blir A/V. Upplösningen per ruta blir då ma/ruta. Samma beräkning kan göras för all testad utrustning. 19

27 Upplösning Ström per Antal Spänning TtT 1 Ström TtT 2 (V/ruta) ruta rutor (V) (A) (A/ruta) Dator Kompaktlysrör TFT Bildskärm DVD Keyboard AVR Receiver LCD TV Bildrörs TV Diodlampa Energisparlampa Tabell 2 Beräkning av strömuttag per ruta för diagrammen i bilaga 1. En kontrollräkning kan göras på LCD TV. Enligt specifikation ska denna dra 145 W. och enligt beräkning blir effekten. En skillnad på 32 W. Denna beräkning endast är grovt approximativ och LCD TV ger inte helt sinusformad ström. Litteraturstudie Kretsar för aktiv PFC Empirisk undersökning av diverse kretsar för effektfaktorkorrigering ger nedanstående resultat. Angivna data för kretsarna är vilken typ av reglering de är baserade på samt typiska användningsområdet, angivet från tillverkarens hemsida. För NCP 1654 är också en del funktioner inbyggda i kretsen angivet. Det kan vara av intresse för att se alternativa anledningar att använda denna typ av reglering. Texas Instruments, UCC28060 Dual Phase Transition Mode PFC Controller (Texas Instrument UCC28060). Kan användas i t.ex. Nätaggregat LCD, Plasma TV Datornätdelar Små datorservar Lysen, lysrör ON Semiconductor, NCP 1654 Fixed Frequency Continuous Conduction Mode Controller (ON Semiconductor NCP 1654). Kan användas i t.ex. 1 Topp till topp 2 Topp till topp 20

28 Desktop PC Servrar Platt TV Vitvaror Några av funktionerna. Mjukstart Detektering av strömspik vid tillslag Detektering av för låg spänning Överspänningsskydd Programmerbar skydd för starka strömmar Programmerbar skydd för hög effekt ON Semiconductor, NCP1651 Single stage power factor Controller (ON Semiconductor NCP 1651). Kan användas i t.ex. Batteriladdare Distribuerade elkraftsystem LCD TV En typisk koppling med kontrollfunktioner för bl.a. ljud och stand-by använder sig av kretsen PS-2404 från Potentia Semiconductor och visas i figur 15 (Potentia Semiconductor). En PFC krets genererar en spänning på nära 380 V och behåller samtidigt effektfaktorn nära ett. Separata DC-DC omvandlare reducerar denna spänning till nivåer som kan användas till de olika kontrollfunktionerna, och ger samtidigt galvanisk isolation för att uppfylla olika säkerhetsbestämmelser. Ett särskilt nätaggregat som arbetar oberoende av de huvudsakliga effektkretsarna används för standby funktionen. 21

29 Fig. 15 Schematisk bild över användningen av PFC i LCD TV. De huvudsakliga kraven på effektkretsar för LCD displayer är bl.a. ett snabbt överspänningsskydd för att förhindra skador på LCD n, uppstart och frånslag av de olika spänningsnivåerna och ett snabbt skydd för bortfall av spänningen. Vitvaror Den största anledningen till att använda PFC i vitvaror är, enligt flera artiklar, att få en så effektiv motorstyrning som möjligt samtidigt kan leverantörerna använda sig av försäljningsargument som miljöpåverkan och lägre energikostnader (Power Electronics, Is Power Factor Correction Justified in the Home?). Sett från tillverkarens sida är de främsta anledningarna att använda sig utav PFC att det ger en enklare design på styrelektroniken och marknadsmässiga fördelar. Flera företag tillverkar kretsar lämpade för användning i vitvaror, bl.a. Texas Instrument (TI) och ON Semiconductor (TI CONTROLLERS AND TIER ELECTRONICS BOOST WHITE GOODS' EFFICIENCY BY UP TO 30%). Fördelen med APFC i vitvaror är, enligt en artikel Texas Instrument skrivit, bl.a. att minimera den harmoniska distorsionen vilket leder till lägre arbetstemperaturer, bättre effektfaktor och lägre materialkostnader, speciellt mängden koppar som ingår i motorer. Det senaste inom motorstyrning för vitvaror är en teknik som använder en digital signalprocessor i kombination med mikrokontroller (Electronics Design, Strategy, News). På så sätt går det att konstruera flerfasiga motorer som styrs med en adaptiv kontrollalgoritm. Det går då att kontrollera hastigheten och vridmomentet baserat 22

30 på belastning för att undvika att slösa på energi. Den här tekniken kan också i en förlängning göra konstruktionen billigare eftersom det går att programmera om funktionen utan att ändra kretslösningen. Lysrör med HF armatur Lysrör med HF armatur innehåller i princip alltid kretsar med aktiv PFC. Dessa finns studerade i annan litteratur och tas därför inte upp här (Larsson, 2006). Det kan dock sägas att de ger den karakteristiska distorsionen vid nollgenomgången och kan därför vara ett problem vid elektriska installationer. För lysrör med HF armatur gäller att strömmens övertonshalt ökar linjärt med antalet lampor upp till en frekvens av ca 5 khz. Över denna frekvens är ökningen av övertonerna inte längre linjär med antalet lampor utan ligger då på en konstant nivå. De största problemen för HF-lysrör kommer således att uppträda i de lägre frekvensbanden. Resultat Enligt nämnda metoder kan den uppmäta utrustningen analyseras till följande resultat. Utan PFC DVD TFT Bildskärm Lysrörslampa Energisparlampa Passiv PFC Dator Keyboard Bildrörs TV AVR Receiver Aktiv PFC LCD TV Diodlampa Ett något oväntat resultat är att TFT Bildskärmen verkar vara utan PFC korrigering trots att det är en relativt ny modell (2006). Detta beror troligtvis på att det inte faller inom ramen för någon av IEC standarderna. I enighet med de undersökta kretsarna verkar LCD TV innehålla aktiv PFC. LCD TV n gav en typisk kurvform för aktiv PFC. På den kurvan går det också att se det typiska hacket som ger upphov till den högfrekventa distorsionen. 23

31 Aktiv PFC finns också troligen i diodlampan. Kurvformen likar LCD TVs kurva och är dessutom kapad i början på halvperioderna vilket kan tyda på att elektroniken inte börjat arbeta före tillräcklig spänning uppnåtts. Det karakteristiska hacket för PFCkretsar återfinns på den negativa flanken på kurvan. Kompaktlysröret gav nästan perfekt sinusform på kurvan, den enda avvikelse som kan ses med använd utrustning är en svag avvikelse från den ideala formen omkring nollgenomgången. Lutningen blir där inte riktigt efter den teoretiska formen. Detta indikerar att den är utan likriktare och enbart drivs med växelspänning. Datorn, bildrörs TV n och receivern gav typiska kurvor för passiv PFC. De apparaterna drar en effekt som gör att de faller inom IEC standard kategori D. Antagligen räcker passiv PFC till för att uppfylla denna norm. Keyboarden gav en något ovanligt kurva. Troligtvis rör det sig om passiv PFC av en typ där de reaktiva elementen sitter efter likriktaren kallad LCD likriktare. Förkortningen LCD 3 står för de komponenter som ingår. Diskussion Mätmetod En fördel med mätmetoden är att den är snabb att utföra och ger en god indikation på vilken typ av korrigering som finns inbyggd i enheten. Det behövs inte dyra instrument, mätningen kan utföras med enkla handhållna oscilloskop vilket är en fördel vid fältstudier. Dessa fältstudier kan sedan användas för mer exakta mätningar i laboratorium. Mätningarna blir tillräckligt bra för att detektera den karakteristiska spiken på flankerna vid aktiv PFC. En nackdel med mätningen är att referensen till spänningen inte framkommer på graferna. Om spänningskurvan kunde ses samtidigt som strömkurvan kunde eventuellt, i osäkra fall, en mer exakt bedömning av typen PFC göras. Det kan vara av intresse att se när strömtoppen uppträder i förhållande till spänningen för att säkert skilja på apparater utan PFC och apparater med passiv PFC. Metoden för att uppskatta strömuttaget är mycket approximativ. Lindningen runt induktorn är inte tillräckligt tät och skapar magnetiskt läckage. Detta medför att teoretiska värden inte går att beräkna på annat sätt än med uppskattande metoder som gjorts i undersökningen. Vidare forskning En detalj att studera vidare är interferens mellan HF armaturer för lysrör. Mätning på sådana armaturer finns dock inte med i denna undersökning utan kan studeras vidare i Anders Larsson studie High Frequency Distorsion (Larsson, 2006). Det finns indikationer på att denna sorts armaturer ger spikar enligt den förkommande karaktären vilka kan förorsaka skador på andra armaturer inom samma närområde, 3 L står för induktans, C står för kapacitans och D för diod. 24

32 t.ex. inom butiken eller affären. Elektroniken kan paradoxalt nog vara känslig för just de övertoner den själv producerar. Det kan bero på bristfällig filtrering av ingångsspänningen och kan medföra att övertoner producerade av en armatur kommer in på ingången till en annan armatur i närheten. Om antalet armaturer är tillräckligt stort kan summan av övertonerna på strömmen göra att styrelektroniken inte klarar av dessa spikar och går sönder. Andra sorters lysarmaturer är också intressanta för vidare forskning. Lysdiodslampan uppvisar tydlig aktiv PFC karaktär och vilken sorts övertoner lågenergilampan ger kan vara intressant att studera. Lågenergilampan ger inte karakteristiska spikarna på strömmen och då kan frågan hur denna typ av elektronik är konstruerad ställas. Summering Denna studie är tänkt att ge läsaren en orientering i ämnet effektfaktorkorrigering samt att skapa inblick i grundläggande termer inom detta område. Den är vidare tänkt till att belysa användandet och problem orsakade av denna teknik. Studien visar att användandet av aktiv PFC troligen kommer att öka inom de närmaste åren och att fler tester behöver göras innan konsekvenserna av denna teknik är fullständigt utredd. Litteraturförteckning Electronics Design, Strategy, News. (u.d.). Hämtat från den EPSMA. (u.d.). Hämtat från den Grigore, V. (u.d.). Topologilcal issues in single phase PFC. Hämtat från den Jacobsson, O. (1992). PFC-Tekniker. Skellefteå: LTU. Larsson, A. (2006). High Frequency Distorsion in Power Grids due to Electronic Equipment. Skellefteå: LTU. ON Semiconductor NCP (u.d.). Hämtat från den ON Semiconductor NCP (u.d.). Hämtat från den Potentia Semiconductor. (u.d.). Hämtat från den

4:7 Dioden och likriktning.

4:7 Dioden och likriktning. 4:7 Dioden och likriktning. Inledning Nu skall vi se vad vi har för användning av våra kunskaper från det tidigare avsnittet om halvledare. Det är ju inget självändamål att tillverka halvledare, utan de

Läs mer

ELLÄRA. Denna power point är gjord för att du ska få en inblick i elektricitet. Vad är spänning, ström? Var kommer det ifrån? Varför lyser lampan?

ELLÄRA. Denna power point är gjord för att du ska få en inblick i elektricitet. Vad är spänning, ström? Var kommer det ifrån? Varför lyser lampan? Denna power point är gjord för att du ska få en inblick i elektricitet. Vad är spänning, ström? Var kommer det ifrån? Varför lyser lampan? För många kan detta vara ett nytt ämne och till och med en helt

Läs mer

TSTE93 Analog konstruktion

TSTE93 Analog konstruktion Komponentval Flera aspekter är viktiga Noggranhet TSTE9 Analog konstruktion Fysisk storlek Tillgänglighet Pris Begränsningar pga budget Föreläsning 5 Kapacitanstyper Kent Palmkvist Resistansvärden ES,

Läs mer

Laboration 2 Elektriska kretsar Online fjärrstyrd laborationsplats Blekinge Tekniska Högskola (BTH)

Laboration 2 Elektriska kretsar Online fjärrstyrd laborationsplats Blekinge Tekniska Högskola (BTH) Laboration 2 Elektriska kretsar Online fjärrstyrd laborationsplats Blekinge Tekniska Högskola (BTH) Växelspänningsexperiment Namn: Elektriska kretsar Online fjärrstyrd laborationsplats Blekinge Tekniska

Läs mer

KOMPENDIUM I RÖNTGENTEKNOLOGI

KOMPENDIUM I RÖNTGENTEKNOLOGI KOMPENDIUM I RÖNTGENTEKNOLOGI KAPITEL 1 ELLÄRA Reviderad: 20050816 Inledning Som ni vet går allt på elektricitet även röntgenapparater. Därför inleds röntgenteknikkursen med en kort presentation av ellärans

Läs mer

1 Grundläggande Ellära

1 Grundläggande Ellära 1 Grundläggande Ellära 1.1 Elektriska begrepp 1.1.1 Ange för nedanstående figur om de markerade delarna av kretsen är en nod, gren, maska eller slinga. 1.2 Kretslagar 1.2.1 Beräknar spänningarna U 1 och

Läs mer

Att välja rätt strömtång (tångamperemeter) Börja med att besvara följande frågor för att få rätt strömtång (tångamperemeter) till rätt applikation.

Att välja rätt strömtång (tångamperemeter) Börja med att besvara följande frågor för att få rätt strömtång (tångamperemeter) till rätt applikation. Att välja rätt strömtång (tångamperemeter) Börja med att besvara följande frågor för att få rätt strömtång (tångamperemeter) till rätt applikation. 1. Är det AC eller DC ström som ska mätas? (DC tänger

Läs mer

6. Likströmskretsar. 6.1 Elektrisk ström, I

6. Likströmskretsar. 6.1 Elektrisk ström, I 6. Likströmskretsar 6.1 Elektrisk ström, I Elektrisk ström har definierats som laddade partiklars rörelse mer specifikt som den laddningsmängd som rör sig genom en area på en viss tid. Elström kan bestå

Läs mer

Elektriska kretsar - Likström och trefas växelström

Elektriska kretsar - Likström och trefas växelström Elektriska kretsar - Likström och trefas växelström Syftet med laborationen är att du ska få en viss praktisk erfarenhet av hur man hanterar enkla elektriska kopplingar. Laborationen ska också öka din

Läs mer

insignal H = V ut V in

insignal H = V ut V in 1 Föreläsning 8 och 9 Hambley avsnitt 5.56.1 Tvåport En tvåport är en krets som har en ingångsport och en gångsport. Den brukar ritas som en låda med ingångsporten till vänster och gångsporten till höger.

Läs mer

Impedans och impedansmätning

Impedans och impedansmätning Impedans och impedansmätning Impedans Många givare baseras på förändring av impedans Temperatur Komponentegenskaper Töjning Resistivitetsmätning i jordlager.... 1 Impedans Z = R + jx R = Resistans = Re(Z),

Läs mer

4:4 Mätinstrument. Inledning

4:4 Mätinstrument. Inledning 4:4 Mätinstrument. Inledning För att studera elektriska signaler, strömmar och spänningar måste man ha lämpliga instrument. I detta avsnitt kommer vi att gå igenom de viktigaste, och som vi kommer att

Läs mer

Bruksanvisning Multimeter Elma 805 / Elma 807

Bruksanvisning Multimeter Elma 805 / Elma 807 Bruksanvisning Multimeter Elma 805 / Elma 807 Elma 805/807 sida 1 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1) Säkerhet... 2 Föreskriften IEC1010 Överspänningskategori... 2 2) EMC Direktivet... 3 3) Instrument beskrivning...

Läs mer

Grundläggande ellära - - 1. Induktiv och kapacitiv krets. Förberedelseuppgifter. Labuppgifter U 1 U R I 1 I 2 U C U L + + IEA Lab 1:1 - ETG 1

Grundläggande ellära - - 1. Induktiv och kapacitiv krets. Förberedelseuppgifter. Labuppgifter U 1 U R I 1 I 2 U C U L + + IEA Lab 1:1 - ETG 1 IEA Lab 1:1 - ETG 1 Grundläggande ellära Motivering för laborationen: Labmomenten ger träning i att koppla elektriska kretsar och att mäta med oscilloskop och multimetrar. Den ger också en koppling till

Läs mer

Definition av kraftelektronik

Definition av kraftelektronik F1: Introduktion till Kraftelektronik Definition av kraftelektronik Den enegelska motsvarigheten till kraft elektronik är Power electronics. På Wikipedia kan man hitta följande definition: Power electronics

Läs mer

Elektriska kretsar - Likström och trefas växelström

Elektriska kretsar - Likström och trefas växelström Elektriska kretsar - Likström och trefas växelström Syftet med laborationen är att du ska få en viss praktisk erfarenhet av hur man hanterar enkla elektriska kopplingar. Laborationen ska också öka din

Läs mer

4:8 Transistorn och transistorförstärkaren.

4:8 Transistorn och transistorförstärkaren. 4:8 Transistorn och transistorförstärkaren. Inledning I kapitlet om halvledare lärde vi oss att en P-ledare har positiva laddningsbärare, och en N-ledare har negativa laddningsbärare. Om vi sammanfogar

Läs mer

3.4 RLC kretsen. 3.4.1 Impedans, Z

3.4 RLC kretsen. 3.4.1 Impedans, Z 3.4 RLC kretsen L 11 Växelströmskretsar kan ha olika utsende, men en av de mest använda är RLC kretsen. Den heter så eftersom den har ett motstånd, en spole och en kondensator i serie. De tre komponenterna

Läs mer

Sammanfattning av likströmsläran

Sammanfattning av likströmsläran Innehåll Sammanfattning av likströmsläran... Testa-dig-själv-likströmsläran...9 Felsökning.11 Mätinstrument...13 Varför har vi växelström..17 Växelspännings- och växelströmsbegrepp..18 Vektorräknig..0

Läs mer

4 Laboration 4. Brus och termo-emk

4 Laboration 4. Brus och termo-emk 4 Laboration 4. Brus och termoemk 4.1 Laborationens syfte Detektera signaler i brus: Detektera periodisk (sinusformad) signal med hjälp av medelvärdesbildning. Detektera transient (nästan i alla fall)

Läs mer

Växelström K O M P E N D I U M 2 ELEKTRO

Växelström K O M P E N D I U M 2 ELEKTRO MEÅ NIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Sverker Johansson Johan Pålsson 999-09- Rev.0 Växelström K O M P E N D I M ELEKTRO INNEHÅLL. ALLMÄNT OM LIK- OCH VÄXELSPÄNNINGAR.... SAMBANDET MELLAN STRÖM

Läs mer

ARCUS i praktiken lär genom att använda ARCUS. Praktikfall: Kondensatormätningar faskompensering och likspänningsmellanled.

ARCUS i praktiken lär genom att använda ARCUS. Praktikfall: Kondensatormätningar faskompensering och likspänningsmellanled. Praktikfall: Kondensatormätningar faskompensering och likspänningsmellanled. Det finns två fall där en kondensatormätbrygga (så kallad RCL-brygga) inte gärna kan användas vid mätning på industriutrustning.

Läs mer

Växelström ~ Växelström. Belastad växelströmskrets. Belastad växelströmskrets. Belastad växelströmskrets. Belastad växelströmskrets

Växelström ~ Växelström. Belastad växelströmskrets. Belastad växelströmskrets. Belastad växelströmskrets. Belastad växelströmskrets Växelström http://www.walter-fendt.de/ph11e/generator_e.htm http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/generator/ac.html Växelström e = ê sin(ωt) = ê sin(πft) = ê sin(π t) T e = momentan källspänning

Läs mer

En ideal op-förstärkare har oändlig inimedans, noll utimpedans och oändlig förstärkning.

En ideal op-förstärkare har oändlig inimedans, noll utimpedans och oändlig förstärkning. F5 LE1460 Analog elektronik 2005-11-23 kl 08.15 12.00 Alfa En ideal op-förstärkare har oändlig inimedans, noll utimpedans och oändlig förstärkning. ( Impedans är inte samma sak som resistans. Impedans

Läs mer

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK MED SVAR

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK MED SVAR ELEKTROTEKNIK Inlämningstid Kl: 1 MSKINKONSTRUKTION KTH TENTMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK MED SVR Elektroteknik MF1017 013 10 31 Kl: 14:00 17:00 Du får, som hjälpmedel, använda räknedosa, kursens lärobok

Läs mer

Op-förstärkarens grundkopplingar. Del 2, växelspänningsförstärkning.

Op-förstärkarens grundkopplingar. Del 2, växelspänningsförstärkning. Op-förstärkarens grundkopplingar. Del 2, växelspänningsförstärkning. I del 1 bekantade vi oss med op-förstärkaren som likspänningsförstärkare. För att kunna arbeta med op-förstärkaren vill vi kunna mäta

Läs mer

Elektriska och elektroniska fordonskomponenter. Föreläsning 4 & 5

Elektriska och elektroniska fordonskomponenter. Föreläsning 4 & 5 Elektriska och elektroniska fordonskomponenter Föreläsning 4 & 5 Kondensatorn För att lagra elektrisk laddning Användning Att skydda brytarspetsarna (laddas upp istället för att gnistan bildas) I datorminnen

Läs mer

Växelström och reaktans

Växelström och reaktans Växelström och reaktans Magnus Danielson 6 februari 2017 Magnus Danielson Växelström och reaktans 6 februari 2017 1 / 17 Outline 1 Växelström 2 Kondensator 3 Spolar och induktans 4 Resonanskretsar 5 Transformator

Läs mer

Tentamen den 22 mars 2003 Elkraftteknik och kraftelektronik TEL202

Tentamen den 22 mars 2003 Elkraftteknik och kraftelektronik TEL202 Karlstads universitet / Avd för elektroteknik / Elkraftteknik TEL202 / Tentamen / 030322 / BHä 1 (5) Tentamen den 22 mars 2003 Elkraftteknik och kraftelektronik TEL202 Examinator och kursansvarig: Bengt

Läs mer

Spolen och Kondensatorn motverkar förändringar

Spolen och Kondensatorn motverkar förändringar Spolen och Kondensatorn motverkar förändringar Spolen och kondensatorn motverkar förändringar, tex vid inkoppling eller urkoppling av en källa till en krets. Hur går det då om källan avger en sinusformad

Läs mer

Onsdagen den 16 mars 2005, 8:00 13:00

Onsdagen den 16 mars 2005, 8:00 13:00 Onsdagen den 16 mars 2005, 8:00 13:00 Tentamen omfattar fem uppgifter och till samtliga skall fullständiga lösningar lämnas. Maximal poäng per uppgift är 5. Godkänt garanteras på 11 poäng. Som hjälpmedel

Läs mer

Laborationsrapport. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet. Lab nr 2. Laborationens namn Växelströmskretsar. Kommentarer. Utförd den.

Laborationsrapport. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet. Lab nr 2. Laborationens namn Växelströmskretsar. Kommentarer. Utförd den. Laborationsrapport Kurs Elinstallation, begränsad behörighet Lab nr 2 version 3.1 Laborationens namn Växelströmskretsar Namn Kommentarer Utförd den Godkänd den Sign 1 Inledning I denna laboration skall

Läs mer

Vi börjar med en vanlig ledare av koppar.

Vi börjar med en vanlig ledare av koppar. Vi börjar med en vanlig ledare av koppar. [Från Wikipedia] Skineffekt är tendensen hos en växelström (AC) att omfördela sig inom en elektrisk ledare så att strömtätheten är störst nära ledarens yta, och

Läs mer

Konstantspänningslikriktare med inbyggda batterier.

Konstantspänningslikriktare med inbyggda batterier. Konstantspänningslikriktare med inbyggda batterier. Sidan 1 av 6 Mekanisk uppbyggnad Likriktaren är monterad i en låda avsedd att hängas på vägg. Lådan har ventilationshål för att erhålla god kylning med

Läs mer

LABORATIONSINSTRUKTION. Mätning på dioder och transistorer

LABORATIONSINSTRUKTION. Mätning på dioder och transistorer Lars-Erik Cederlöf LABORATIONSINSTRUKTION LABORATION Mätning på dioder och transistorer KURS Elektronik grundkurs LAB NR 4 INNEHÅLL Data om dioden 1N4148 Kontroll av diod Diodens karaktäristik Data om

Läs mer

Lab. E3 Mätteknisk rapport

Lab. E3 Mätteknisk rapport Lab. Mätteknisk rapport Okänd spänningsgenerator Fredrik Andersson Björn Bertilsson Stockholm 1999 nstitutionen S, Kungliga Tekniska Högskolan 7 Sammanfattning denna laboration har vi bestämt egenskaperna

Läs mer

Elektriska Kretsar. En fördjupning gjord av Philip Åhagen. Philip Åhagen 2009-12-03. Mälardalens Högskola Produktutveckling 3 2009/2010 KPP 039

Elektriska Kretsar. En fördjupning gjord av Philip Åhagen. Philip Åhagen 2009-12-03. Mälardalens Högskola Produktutveckling 3 2009/2010 KPP 039 Mälardalens Högskola Elektriska Kretsar En fördjupning gjord av Philip Åhagen Philip Åhagen 2009-12-03 Table of Contents Inledning... 3 Grundläggande ellära... 4 Spänning... 4 Ström... 4 Resistans... 4

Läs mer

Strömtänger för AC. DN serien 5.00 (1/2) DN series

Strömtänger för AC. DN serien 5.00 (1/2) DN series Strömtänger för AC DN serien Denna serie är högprestanda strömtänger för de riktigt höga AC strömmarna. Med utmärkt omsättningsförhållande och mycket låg fasvridning, kombinerat med ett brett frekvensband

Läs mer

Fig. 1 Den övre delen av bilden visar utspänningens fyrkantsvåg efter frekvensomformaren. Den nedre visar strömmens sinusformade karakteristik.

Fig. 1 Den övre delen av bilden visar utspänningens fyrkantsvåg efter frekvensomformaren. Den nedre visar strömmens sinusformade karakteristik. 1 INLEDNING Det här examensarbetet är utformat för att ge läsaren kännedom om begreppet lagerströmmar, samt förklara hur de olika högfrekventa lagerströmmarna uppstår vid frekvensomriktardrift av asynkronmotorer.

Läs mer

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in. Tentamen i Medicinsk teknik EEM065 för Bt2. 2009-01-15 kl. 8.30-12.30 Tillåtna hjälpmedel: Tabeller och formler, BETA, Physics Handbook, Formelsamling i Elektromagnetisk fältteori Formelsamling i Elektriska

Läs mer

Elektriska och elektroniska fordonskomponenter. Föreläsning 6

Elektriska och elektroniska fordonskomponenter. Föreläsning 6 Elektriska och elektroniska fordonskomponenter Föreläsning 6 1 Växelström - komponenter Växelström beskrivs enklast i komplex form Kräver kännedom om komplex analys Grund för signalteori Lösningsmetoder

Läs mer

Tentamen i Krets- och mätteknik, fk - ETEF15

Tentamen i Krets- och mätteknik, fk - ETEF15 Tentamen i Krets- och mätteknik, fk - ETEF15 Institutionen för elektro- och informationsteknik LTH, Lund University 2015-10-29 8.00-13.00 Uppgifterna i tentamen ger totalt 60. Uppgifterna är inte ordnade

Läs mer

BRUKSANVISNING VE ISO

BRUKSANVISNING VE ISO BRUKSANVISNING ISOLATIONSPROVARE VE ISO E9019200 Referenser märkta på instrumentet eller i manualen Mått i mm Varning för potentiell fara, kontrollera i manualen. Referens: Läs detta noga. Försiktighet!

Läs mer

Laborationsrapport. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet. Lab nr 5 ver 1.3. Laborationens namn Mätinstrument för elinstallationer.

Laborationsrapport. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet. Lab nr 5 ver 1.3. Laborationens namn Mätinstrument för elinstallationer. Laborationsrapport Kurs Elinstallation, begränsad behörighet Lab nr 5 ver 1.3 Laborationens namn Mätinstrument för elinstallationer Namn Kommentarer Utförd den Godkänd den Sign 1 I den här laborationen

Läs mer

AC-kretsar. Växelströmsteori. Lund University / Faculty / Department / Unit / Document / Date

AC-kretsar. Växelströmsteori. Lund University / Faculty / Department / Unit / Document / Date AC-kretsar Växelströmsteori Signaler Konstant signal: Likström och likspänning (DC) Transienta strömmar/spänningar Växelström och växelspänning (AC) Växelström/spänning Växelström alternating current (AC)

Läs mer

1.1 Mätning av permittiviteten i vakuum med en skivkondensator

1.1 Mätning av permittiviteten i vakuum med en skivkondensator PERMITTIVITET Inledning Låt oss betrakta en skivkondensator som består av två parallella metalskivor. Då en laddad partikel förflyttas från den ena till den andra skivan får skivorna laddningen +Q och

Läs mer

Spolen och Kondensatorn motverkar förändringar

Spolen och Kondensatorn motverkar förändringar Spolen och Kondensatorn motverkar förändringar Spolen och kondensatorn motverkar förändringar, tex vid inkoppling eller urkoppling av en källa till en krets. Hur går det då om källan avger en sinusformad

Läs mer

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK MED SVAR

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK MED SVAR ELEKTOTEKNIK Inlämningstid Kl: 1 MSKINKONSTUKTION KTH TENTMENSUPPGIFTE I ELEKTOTEKNIK MED SV Elektroteknik MF117 11 1 18 Kl: 14: 17: För godkänt fordras c:a 5% av totalpoängen. Du får lämna salen tidigast

Läs mer

Konstantspänningslikriktare.

Konstantspänningslikriktare. Konstantspänningslikriktare. Sidan 1 av 8 Mekanisk uppbyggnad Likriktaren är monterad i en låda avsedd att hängas på vägg. Lådan har ventilationshål för att erhålla god kylning med hjälp av naturlig konvektion.

Läs mer

Laborationer i miljöfysik. Solcellen

Laborationer i miljöfysik. Solcellen Laborationer i miljöfysik Solcellen Du skall undersöka elektrisk ström, spänning och effekt från en solcellsmodul under olika förhållanden, och ta reda på dess verkningsgrad under olika förutsättningar.

Läs mer

Magneter. En magnet har all-d en nord- och en sydände. Magneter används -ll exempelvis kompasser, magnetlås, fästmagneter.

Magneter. En magnet har all-d en nord- och en sydände. Magneter används -ll exempelvis kompasser, magnetlås, fästmagneter. Magneter En magnet har all-d en nord- och en sydände. Magneter används -ll exempelvis kompasser, magnetlås, fästmagneter. Om man lägger en magnetnål på en rörlig hållare ställer nålen in sig i nordsydlig

Läs mer

Utökning av mätområdet på ett mätinstrument med LED

Utökning av mätområdet på ett mätinstrument med LED Utökning av mätområdet på ett mätinstrument med LED Som rubriken säger skall denna artikel handla om en möjlighet att få ett mätinstrument att visa mer info än vad som är brukligt. När jag har bytt ut

Läs mer

Spänningsförsörjning. Olika typer av aggregat speciellt med switchteknik

Spänningsförsörjning. Olika typer av aggregat speciellt med switchteknik Spänningsförsörjning Olika typer av aggregat speciellt med switchteknik Trådlös sensor drivs av värme Visste du att en temperaturskillnad på ett par grader räcker för att driva en trådlös sensor? Det är

Läs mer

STRIX Användarhandbok

STRIX Användarhandbok STRIX Användarhandbok Innehåll 1 Allmänt...2 2 Att använda STRIX...3 3 Användningsområden...4 4 Anslutningar...5 5 säkerhet...6 6 Sist men inte minst...9 7 Garanti...10 1 Allmänt Grattulerar till dit köp

Läs mer

Mätningar på solcellspanel

Mätningar på solcellspanel Projektlaboration Mätningar på solcellspanel Mätteknik Av Henrik Bergman Laboranter: Henrik Bergman Mauritz Edlund Uppsala 2015 03 22 Inledning Solceller omvandlar energi i form av ljus till en elektrisk

Läs mer

Impedans och impedansmätning

Impedans och impedansmätning 2016-09- 14 Impedans och impedansmätning Impedans Många givare baseras på förändring av impedans Temperatur Komponentegenskaper Töjning Resistivitetsmätning i jordlager.... 1 Impedans Z = R + jx R = Resistans

Läs mer

Mittuniversitetet Institutionen informationsteknologi och medier

Mittuniversitetet Institutionen informationsteknologi och medier Mittuniversitetet Institutionen informationsteknologi och medier RAPPORT 08-05-16 Civilingenjörsprogrammet, teknisk design, 180 p Kommunikation i tal och skrift, 4 p Examinator: Kenneth Berg Platta tv-skärmar

Läs mer

Vecka 4 INDUKTION OCH INDUKTANS (HRW 30-31) EM-OSCILLATIONER OCH VÄXELSTRÖMSKRETSAR

Vecka 4 INDUKTION OCH INDUKTANS (HRW 30-31) EM-OSCILLATIONER OCH VÄXELSTRÖMSKRETSAR Vecka 4 INDUKTION OCH INDUKTANS (HRW 30-31) EM-OSCILLATIONER OCH VÄXELSTRÖMSKRETSAR Inlärningsmål Induktion och induktans Faradays lag och inducerad källspänning Lentz lag Energiomvandling vid induktion

Läs mer

NaviTrack-sändare SÄNDARENS DELAR (BILD 1-4) KOMMA IGÅNG. Spiralkablar (4 m i utdraget läge) Knappsats. Handtag. Klämma

NaviTrack-sändare SÄNDARENS DELAR (BILD 1-4) KOMMA IGÅNG. Spiralkablar (4 m i utdraget läge) Knappsats. Handtag. Klämma NaviTrack-sändare Viktigt! För din egen säkerhet: Läs denna handbok och det medföljande säkerhetshäftet noggrant innan du använder denna utrustning. Behåll denna handbok. kan förstöras och kan utgöra en

Läs mer

Föreläsning 1 i Elektronik ESS010

Föreläsning 1 i Elektronik ESS010 Elektro och informationsteknik Föreläsning 1 i Elektronik ESS010 Hambley Kap 1 Potential Den elektriska potentialen betecknas 1 v eller V och talar om hur stor potentiell energi en laddning har. Energin

Läs mer

Föreläsning 1. Vad är en elektrisk spänning? Ta en bit neutral materia + - - + - + - + - + + - - + - +

Föreläsning 1. Vad är en elektrisk spänning? Ta en bit neutral materia + - - + - + - + - + + - - + - + Föreläsning 1 Vad är en elektrisk spänning? Det finns två grundläggande fysikaliska begrepp som inte kan förklaras på ett enkelt sätt. Massa Elektrisk laddning Inom eltekniken börjar vi med elektrisk laddning.

Läs mer

EDI615 Tekniska gränssnitt Fältteori och EMC föreläsning 3

EDI615 Tekniska gränssnitt Fältteori och EMC föreläsning 3 EDI615 Tekniska gränssnitt Fältteori och EMC föreläsning 3 Daniel Sjöberg daniel.sjoberg@eit.lth.se Institutionen för elektro- och informationsteknik Lunds universitet April 2014 Outline 1 Introduktion

Läs mer

användarmanual 12 v blybatterier 20-300 ah

användarmanual 12 v blybatterier 20-300 ah användarmanual 12 v blybatterier 20-300 ah se 1 Tack för att du valt en laddare från Exide Technologies Din nya batteriladdare hjälper dig att hålla batteriet vid full kapacitet och förlänger livslängden.

Läs mer

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in. Tentamen i Medicinsk teknik EEM065 för Bt2. 2008-05-31 kl. 8.30-12.30 Tillåtna hjälpmedel: Valfri formelsamling. Formelsamling i Elektromagnetisk fältteori Formelsamling i Elektriska kretsar, Valfri kalkylator

Läs mer

Elenergiteknik Laboration 1. Elgenerering och överföring med växelspänning

Elenergiteknik Laboration 1. Elgenerering och överföring med växelspänning Elenergiteknik Laboration 1 1(12) Elenergiteknik Laboration 1 Elgenerering och överföring med växelspänning Olof Samuelsson Elenergiteknik Laboration 1 2(12) Förberedelser Läs Kapitel 4, 5, Avsnitt 6.2

Läs mer

Bruksanvisning. Multimeter KEWTECH KT115

Bruksanvisning. Multimeter KEWTECH KT115 Bruksanvisning Multimeter KEWTECH KT115 Innehållsförteckning 1 SÄKERHET... 3 1.1 SYMBOLER... 4 2 FUNKTIONER... 4 3 SPECIFIKATIONER... 5 4 INSTRUMENTBESKRIVNING... 7 5 FÖRBEREDELSER... 8 5.1 KONTROLL AV

Läs mer

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in. Tentamen i Medicinsk teknik EEM065 för Bt2. 2008-01-17 kl. 8.30-12.30 Tillåtna hjälpmedel: Tabeller och formler, BETA, Physics Handbook, Formelsamling i Elektromagnetisk fältteori Formelsamling i Elektriska

Läs mer

Kapitel: 31 Växelström Beskrivning av växelström och växelspänning Phasor-diagram metoden Likriktning av växelström

Kapitel: 31 Växelström Beskrivning av växelström och växelspänning Phasor-diagram metoden Likriktning av växelström Kapitel: 31 Växelström Beskrivning av växelström och växelspänning Phasor-diagram metoden Likriktning av växelström Relation mellan ström och spänning i R, L och C. RLC-krets Elektrisk oscillator, RLC-krets

Läs mer

Lik- och Växelriktning

Lik- och Växelriktning FORDONSSYSTEM/ISY LABORATION 3 Lik- och Växelriktning Tyristorlikriktare, step-up/down och körning med frekvensritkare (Ifylles med kulspetspenna ) LABORANT: PERSONNR: DATUM: GODKÄND: (Assistentsign) Maj

Läs mer

Avkoppla rätt en kvantitativ undersökning av parasitinduktans hos olika layoutalternativ

Avkoppla rätt en kvantitativ undersökning av parasitinduktans hos olika layoutalternativ Avkoppla rätt en kvantitativ undersökning av parasitinduktans hos olika layoutalternativ Per Magnusson, Signal Processing Devices Sweden AB, per.magnusson@spdevices.com Gunnar Karlström, BK Services, gunnar@bkd.se

Läs mer

isolerande skikt positiv laddning Q=CV negativ laddning -Q V V

isolerande skikt positiv laddning Q=CV negativ laddning -Q V V 1 Föreläsning 5 Hambley avsnitt 3.1 3.6 Kondensatorn och spolen [3.1 3.6] Kondensatorn och spolen är två mycket viktiga kretskomponenter. Kondensatorn kan lagra elektrisk energi och spolen magnetisk energi.

Läs mer

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-10)

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-10) Sammanfattning av kursen ETIA0 Elektronik för D, Del (föreläsning -0) Kapitel : sid 37 Definitioner om vad laddning, spänning, ström, effekt och energi är och vad dess enheterna är: Laddningsmängd q mäts

Läs mer

4. Elektromagnetisk svängningskrets

4. Elektromagnetisk svängningskrets 4. Elektromagnetisk svängningskrets L 15 4.1 Resonans, resonansfrekvens En RLC krets kan betraktas som en harmonisk oscillator; den har en egenfrekvens. Då energi tillförs kretsen med denna egenfrekvens

Läs mer

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar 9428 IDEsektionen Laboration 5 Växelströmsmätningar 1 Förberedelseuppgifter laboration 4 1. Antag att vi mäter spänningen över en okänd komponent resultatet blir u(t)= 3sin(ωt) [V]. Motsvarande ström är

Läs mer

Elektroteknikens grunder Laboration 1

Elektroteknikens grunder Laboration 1 Elektroteknikens grunder Laboration 1 Grundläggande ellära Elektrisk mätteknik Elektroteknikens grunder Laboration 1 1 Mål Du skall i denna laboration få träning i att koppla elektriska kretsar och att

Läs mer

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET Lars-Erik Cederlöf Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET1013 2012-05-04 Del Tentamen omfattar 33 poäng. För godkänd tentamen krävs 16 poäng. Tillåtna hjälpmedel är räknedosa

Läs mer

Tentamen på del 1 i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Tentamen på del 1 i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET Lars-Erik Cederlöf Tentamen på del i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET020 204-04-24 Del A Tentamen omfattar 33 poäng. För godkänd tentamen krävs 6 poäng. Tillåtna hjälpmedel är räknedosa samt

Läs mer

Växelspänning och effekt. S=P+jQ. Industriell Elektroteknik och Automation

Växelspänning och effekt. S=P+jQ. Industriell Elektroteknik och Automation Växelspänning och effekt S=P+jQ VA W var Industriell Elektroteknik och Automation Översikt Synkronmaskinens uppbyggnad Stationär växelström Komplexräkning Komplex, aktiv och reaktiv effekt Ögonblicksvärde

Läs mer

WALLENBERGS FYSIKPRIS 2014

WALLENBERGS FYSIKPRIS 2014 WALLENBERGS FYSIKPRIS 2014 Tävlingsuppgifter (Finaltävlingen) Riv loss detta blad och lägg det överst tillsammans med de lösta tävlingsuppgifterna i plastmappen. Resten av detta uppgiftshäfte får du behålla.

Läs mer

Fö 2 - TMEI01 Elkraftteknik Trefas effektberäkningar

Fö 2 - TMEI01 Elkraftteknik Trefas effektberäkningar Fö 2 - TMEI01 Elkraftteknik Trefas effektberäkningar Christofer Sundström 23 januari 2019 Outline 1 Trefaseffekt 2 Aktiv, reaktiv och skenbar effekt samt effektfaktor 3 Beräkningsexempel 1.7 4 Beräkningsexempel

Läs mer

Spänningsförsörjning. Olika typer av aggregat speciellt med switchteknik

Spänningsförsörjning. Olika typer av aggregat speciellt med switchteknik Spänningsförsörjning Olika typer av aggregat speciellt med switchteknik Trådlös sensor drivs av värme Visste du att en temperaturskillnad på ett par grader räcker för att driva en trådlös sensor? Det är

Läs mer

v1.02 BRUKSANVISNING 42.6561 / 42.6560 E42 033 80 / E42 034 59

v1.02 BRUKSANVISNING 42.6561 / 42.6560 E42 033 80 / E42 034 59 v1.02 BRUKSANVISNING 42.6561 / 42.6560 E42 033 80 / E42 034 59 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1. SÄKERHETSANVISNINGAR... 2 1.1. ALLMÄNT... 2 1.2. under användning... 3 1.3. efter användning... 3 2. ALLMÄN BESKRIVNING...

Läs mer

Mät spänning med en multimeter

Mät spänning med en multimeter elab002a Mät spänning med en multimeter Namn atum Handledarens sign Elektrisk spänning och hur den mäts Elektrisk spänning uppstår när elektriska laddningar separeras från varandra Ett exempel är statisk

Läs mer

D/A- och A/D-omvandlarmodul MOD687-31

D/A- och A/D-omvandlarmodul MOD687-31 D/A- och A/D-omvandlarmodul MOD687-31 Allmänt Modulen är helt självförsörjande, det enda du behöver för att komma igång är en 9VAC väggtransformator som du kopplar till jacket J2. När du så småningom vill

Läs mer

Systemkonstruktion Z2

Systemkonstruktion Z2 Systemkonstruktion Z2 (Kurs nr: SSY 045) Tentamen 23 Augusti 2006 Tid: 8:30-12:30, Lokal: V-huset. Lärare: Stefan Pettersson, tel 772 5146, 0739907981 Tentamenssalarna besöks ca kl. 9.30 och 11.30. Tentamen

Läs mer

Ljudnivåmätare C.A 832

Ljudnivåmätare C.A 832 Ljudnivåmätare C.A 832 SVENSKA Användarmanual 1 Symbolens betydelse Varning! Läs igenom användarmanualen innan instrumentet används. Instruktioner som i manualen är märkta med symbolen ovan måste följas

Läs mer

LABORATION 3. Växelström

LABORATION 3. Växelström Chalmers Tekniska Högskola november 01 Fysik 14 sidor Kurs: Elektrisk mätteknik och vågfysik. FFY616 LABORATION 3 Växelström Växelströmskretsar (seriekoppling), Serieresonans. Förberedelse: i) Läs noggrant

Läs mer

Modifieringsförslag till Moody Boost

Modifieringsförslag till Moody Boost Modifieringsförslag till Moody Boost Moody Boost (MB) är en mycket enkel krets, en transistor och ett fåtal passiva komponenter- Trots det finns det flera justeringar som du kan göra för att få pedalen

Läs mer

Impedans! och! impedansmätning! Temperatur! Komponentegenskaper! Töjning! Resistivitetsmätning i jordlager!.!.!.!.!

Impedans! och! impedansmätning! Temperatur! Komponentegenskaper! Töjning! Resistivitetsmätning i jordlager!.!.!.!.! Impedans och impedansmätning Impedans Temperatur Komponentegenskaper Töjning Resistivitetsmätning i jordlager.... Impedans Z = R + jx R = Resistans = Re(Z), X = Reaktans = Im(Z) Belopp Fasvinkel Impedans

Läs mer

ELEKTRICITET. Vad använder vi elektricitet till? Hur man använder elektricitet?

ELEKTRICITET. Vad använder vi elektricitet till? Hur man använder elektricitet? ELEKTRICITET Vad använder vi elektricitet till? Hur man använder elektricitet? ELEKTRICITET I EN KRETS En elektrisk krets 1. Slutenkrets 2. Öppenkrets KOPPLINGSSCHEMA Komponenter i en krets Batteri /strömkälla

Läs mer

Allmän symbol för diod. Ledriktning. Alternativ symbol för en ideal diod.

Allmän symbol för diod. Ledriktning. Alternativ symbol för en ideal diod. 14BDioder Den ideala dioden. En stor och viktig grupp av halvledarkomponenter utgör dioderna, som kännetecknas av att de har vad man kallar ventilverkan. De uppvisar låg resistans för ström i den ena riktningen,

Läs mer

2E1112 Elektrisk mätteknik

2E1112 Elektrisk mätteknik 2E1112 Elektrisk mätteknik Mikrosystemteknik Osquldas väg 10, 100 44 Stockholm Tentamen för fd E3 2007-12-21 kl 8 12 Tentan består av: 1 uppgift med 6 kortsvarsfrågor som vardera ger 1 p. 5 uppgifter med

Läs mer

4:3 Passiva komponenter. Inledning

4:3 Passiva komponenter. Inledning 4:3 Passiva komponenter. Inledning I det här kapitlet skall du gå igenom de tre viktigaste passiva komponenterna, nämligen motståndet, kondensatorn och spolen. Du frågar dig säkert varför de kallas passiva

Läs mer

Ellära och Elektronik Moment AC-nät Föreläsning 4

Ellära och Elektronik Moment AC-nät Föreläsning 4 Ellära och Elektronik Moment AC-nät Föreläsning 4 Kapacitans och Indktans Uppladdning av en kondensator Medelvärde och Effektivvärde Sinsvåg över kondensator och spole Copyright 8 Börje Norlin Kondensatorer

Läs mer

Elektricitetslära och magnetism - 1FY808. Lab 3 och Lab 4

Elektricitetslära och magnetism - 1FY808. Lab 3 och Lab 4 Linnéuniversitetet Institutionen för fysik och elektroteknik Elektricitetslära och magnetism - 1FY808 Lab 3 och Lab 4 Ditt namn:... eftersom labhäften far runt i labsalen. 1 Laboration 3: Likström och

Läs mer

4:2 Ellära: ström, spänning och energi. Inledning

4:2 Ellära: ström, spänning och energi. Inledning 4:2 Ellära: ström, spänning och energi. Inledning Det samhälle vi lever i hade inte utvecklats till den höga standard som vi ser nu om inte vi hade lärt oss att utnyttja elektricitet. Därför är det viktigt

Läs mer

Föreläsning 2 Mer om skyddsjord.

Föreläsning 2 Mer om skyddsjord. Föreläsning 2 Mer om skyddsjord. Tänk dig en tvättmaskin som står på gummifötter. Ytterhöljet är en typisk utsatt del. Om fasen pga ett isolationfel kommer i beröring med ytterhöljet får hela tvättmaskinen

Läs mer

Införa begreppen ström, strömtäthet och resistans Ohms lag Tillämpningar på enkla kretsar Energi och effekt i kretsar

Införa begreppen ström, strömtäthet och resistans Ohms lag Tillämpningar på enkla kretsar Energi och effekt i kretsar Kapitel: 25 Ström, motstånd och emf (Nu lämnar vi elektrostatiken) Visa under vilka villkor det kan finnas E-fält i ledare Införa begreppet emf (electromotoric force) Beskriva laddningars rörelse i ledare

Läs mer

1. Skriv Ohm s lag. 2. Beräkna strömmen I samt sätt ut strömriktningen. 3. Beräkna resistansen R. 4. Beräkna spänningen U över batteriet..

1. Skriv Ohm s lag. 2. Beräkna strömmen I samt sätt ut strömriktningen. 3. Beräkna resistansen R. 4. Beräkna spänningen U över batteriet.. ÖVNNGSPPGFTER - ELLÄRA 1. Skriv Ohm s lag. 2. Beräkna strömmen samt sätt ut strömriktningen. 122 6V 3. Beräkna resistansen R. R 0,75A 48V 4. Beräkna spänningen över batteriet.. 40 0,3A 5. Vad händer om

Läs mer