مصطلح PFC ؟؟؟؟؟

[الناصح]

مررت بمصطلح غريب علي ولأول مرة أسمع به بصراحة وهو PFC .

هذا المصطلح خاص بمزودات الطاقة Power Supply . أرجو ممن عنده أي فكرة عن هذا المصطلح توضيحه لنا وشكرا .

[الوليد]

بسم الله الرحمن الرحيم

إذا كان بمزودات الطاقة فإن هذا المصطلح يعنى Power Factor Correction وهى تقنية لزيادة كفائة توزيع الطاقة. هناك نوعين من هذه التقنية:

Active PFC
وهى تستخدم دائرة الكترونية لزيادة الكفائة الى نسب تصل إلى 95%

Passive PFC
وهى تستخدم capacitive filter (الحقيقة لا تحضرنى الترجمة العربية الصحيحة ولكنى اعتقد انها من انواع المكثفات) وهذه الطريقة هى الاكثر شيوعا ولكنها لا تعطى كفائة بقدر الطريقة الاولى.

[الناصح]

ألف شكر أستاذي الوليد على الرد والتوضيح . بالفعل المصطلح خاص بمزودات الطاقة ووجدت النوعين الذي ذكرت ، بالإضافة إلى أن بعض الأنواع من المزودات لاتحتوي على هذه التقنية .
بالمناسبة ما رأيك بهذا المزود ، الشركة المصنعة أعتقد أنها غير مشهورة ، ولكن المواصفات ممتازة . أرجو أبداء وجهت نظرك أستاذي الكريم :

https://www.newegg.com/Product/Product.asp?Item=N82E16817101208

.

[الوليد]

بسم الله الرحمن الرحيم

المشكلة اخى بمزودات الطاقة هى بان المواصفات المنشورة لها ليست بالضرورة تمثل الاداء الفعلى لها.

مواصفات المزود تبدو جيدة ولكنى بصراحة لا استطيع الحكم عما إذا كانت بالفعل تقدم الاداء الذى تزعمه. إن استطعت ان تجد محول طاقة من احدى الشركات المعروفة فهذا الامر افضل لان بغالب الوقت سيكون الاداء مطابق للمواصفات.

[الناصح]

أشكرك أستاذي الوليد على المتابعة والرد . بخصوص الشركات المتخصصة في هذا المجال ، فأنا لا أعرف من الشركات القوية والرائدة إلا Antec و OCZ ، فهلا نصحتني أستاذي الكريم بشركات أخرى ؟

[الناصح]

أشكرك أستاذي الوليد على المتابعة والرد . بخصوص الشركات المتخصصة في هذا المجال ، فأنا لا أعرف من الشركات القوية والرائدة إلا Antec و OCZ ، فهلا نصحتني أستاذي الكريم بشركات أخرى ؟




....

[الوليد]

بسم الله الرحمن الرحيم

اسف اخى، لم انتبه الى طلبك :)

Enermax
Enlight
Cooler Master
Thermaltake
Sparkle
Zalman
Vantec

وغيرها الكثير :)

[الناصح]

ألف شكر أستاذي الكريم ولا داعي للأسف أنا من يجب أن يتأسف لكثرت تساؤلاتي .. :)

معنى كلامك أن شركة (AeroCool المصنعة للمزود أعلاه)غير معروفة ومشهورة كما توقعت .؟

[الخلف]

سأحاول شرح هذه التقنية إذا سنح الوقت :)

[الوليد]

بسم الله الرحمن الرحيم

شركة AeroCool تعتبر من الشركات الجديدة وهى بالسوق منذ 3 سنوات فقط بحسب موقعهم. لهذا السبب لم اسمع بها من قبل ولم اجد الكثير من الاختبارات لمحولات الطاقة الخاصة بهم.

وجدت اختبار واحد فقط لمحول الطاقة الذى ذكرته والنتيجة كانت جيدة. بالعادة احب ان ارى اكثر من اختبار من اكثر من موقع لكى يكون لدينا صورة واضحة عن مقدرة المنتج ولكن موقع 3dextreme الذى عمل الاختبار يعتبر من المواقع الثقة وليس لدى اى سبب لكى اشكك بنتائج اختبارهم لمحول الطاقة هذا والتى بينت ان المحول يقدم اداء ممتاز.

هذا المحول يقدم مميزات جيدة واهمها انك تستطيع ان تتحكم بالكيابل بحرية وتركب على محول الطاقة الكيابل التى تحتاجها فقط ما يؤدى لتقليل عدد الكيابل بداخل الهيكل.

الامر بنهاية المطاف راجع لك. بإمكانك ان تشترى هذا المحول أو تدفع زيادة وتشترى من Enermax أو Antec وهى الشركات المفضلة لدى.

[Om51]

Rosewell و Thermaltake تقدمان مستوى لا بأس به بسعر معقول وشخصيا افضل الأولى .

الوليد
جزاكم الله خير على المعلومة الجديدة ...

[الناصح]

بصراحة أخي الوليد لساني يعجز عن الشكر على تفاعلك - وردودك الجميلة والتي لايمل منها - والمعلومات الجديدة . جزاك الله ألف خير وجعل ذلك في ميزان حسناتك . وفي أنتظار رد أستاذنا الخلف ، إن سنح له الوقت :)

[الخلف]

جئنا لكم...

رغم كوني بدأت في الكتابة ووصلت إلى قرب النهاية ( تحديداً توضيح المصحح النشط ) ولكن يبدو أنني تأخرت عن العمل... ولهذا أتيت لكم بحل عن عراككم حول المشتتات :D


إليكم هذا الاختبار يدور حول رحى الـ 25 مشتتاً.. ولكنه بالفرنسية..
https://www.hardware.fr/articles/568/page1.html

ولكن هنا الترجمة الإنجليزية
https://babelfish.altavista.com/babelfish/urltrurl?lp=fr_en&url=https://www.hardware.fr/articles/568/page1.html

[الخلف]

عدنا :)

بخصوص الـ PFC...
هذا اختصار إلى Power Factor Correction أو تصحيح معامل الطاقة

يوجد نوعين كما بين الأخوة Passive و Active لتبيين الفرق بينهم يجب أن نعرف ما هو عامل الطاقة Power Factor حتى نعرف وظيفة التصحيح له Power Factor Correction...

في الحقيقة يقدم موقع Xbit labs شرحاً جميلاً لهذا الأمر مبيناً نوعي تصحيح معامل الطاقة إضافة لبعض الصور ولهذا سأعتمد على شرح الموقع من أجل توضيح الفكرة ولكن مع بعض المدخلات والتغييرات الخاصة

هناك عدة أنواع من أنواع قياس الطاقة تكون في وحدة مزود الطاقة كالتالي
1) الطاقة اللحظية : هي التيار الناتج عن جهد معين وقت لحظي محدد.
2) الطاقة النشطة : باختصار هي التيار الذي يتم استهلاكه من أجل شيء مفيد.
3) الطاقة المنشَّطة : هذه هي الطاقة التي لا تنفع بل تضر عبارة عن تيار يأتي لمزود القدرة من المصدر ولكن لا يتم الاستفادة منه... وهذه الطاقة عديمة الفائدة بل يضطر المصنعون لتثخين الأسلاك من أجل عدم إجهادها لوجود هذا التيار...
4 ) طاقة المصدر : هي التيار القادم من من مقبس الكهرباء لديك...

أما معامل الطاقة Power Factor فهو النسبة بين الطاقة النشطة وطاقة المصدر...

أي أن الطاقة النشطة + الطاقة المنشَّطة = طاقة المصدر

لنرَ أول مخطط


https://www.xbitlabs.com/images/other/psu-methodology/p5.gif
الخط الأخضر يبين طاقة المصدر، بينما الخط الأصفر يبين الطاقة النشطة...

يعود هذا الفرق أساساً لوجود مكثفات عالية السعة في مزود القدرة.
فهيكلية الدائرة لا تسمح بإعادة شحن المكثفات وهي لم تكمل تفريغها بعد... مما يجعل ما يقارب من ثلث الطاقة تذهب مهب الريح... معامل الطاقة هنا هو 0.7... أي أن الطاقة المستفادة من مزود القدرة هذا تبلغ 0.7 من إجمالي الطاقة الداخلة ( طبعاً نتكلم عن الطاقة الخالصة بعيداً عن مسألة أن الطاقة النشطة تتوزع بين استهلاك الجهاز إضافة إلى إنتاج الحرارة أثناء ضبط الجهود )

هذا يجعل الأسلاك تتحمل طاقة أكبر مما يجب عليها أن تتحمله لأن مزود الطاقة لن يستفيد من 0.3 من طاقة المصدر رغم كونه يأخذها أيضاً !! وهذه هي الطاقة المنشَّطة...

المخطط السابق ينتج عن عدم وجود أي وحدة PFC في المزود سواء فعالة active أو غير فعالة passive


هذه المشكلة ليست مهمة للمستخدم المنزلي العادي... ولكنها تأخذ عقول المهندسين للمكاتب إضافة لمن يستخدم منظمات القدرة UPS سواء أكان مستخدم منزلي أم مستخدم على سطح القمر...

السبب أنه يجب أثناء تمديد الأسلاك أن يتم حساب طاقة المصدر كاملة وليس فقط الطاقة النشطة... لأن الطاقة المنشَّطة ستمر أيضاً عبر الأسلاك...
والمصيبة الأعظم تأتي من طرف منظمات لقدرة UPS فللتعامل معها يجب أن تتعامل مع طاقة المصدر أي يجب على منظمات القدرة أن تنتج طاقة أكثر مما يستهلكه الجهاز نفسه وفي الختام فإن 0.3 من هذه الطاقة ترجع ولا يتم استخدامها... وهنا نأتي لخلاصة أن عملية تحويل الجهد من جهد منخفض في بطارية منظم القدرة إلى جهد مرتفع تستهلك أساساً طاقة... وهنا فكأنك تقوم بتحويل كمية أكبر من الطاقة ولكنك لا تستفيد منها...

هناك حل يسمى بتصحيح معامل الطاقة PFC
أول ما ظهر ظهر بالنوع الغير فعال وهو Passive

لننظر للمخطط


https://www.xbitlabs.com/images/other/psu-methodology/p6.gif

نلاحظ كفرق عن المخطط السابق أن الخط الأصفر لم يرتفع بشكل مفاجئ بل ارتفاع نوعاً بشكل أكثر مرونة...

هذا الأمر ساعد على زيادة معامل الطاقة من 0.7 إلى 0.75...

تستخدم هذه الطريقة ملفاً صاعق... وهنا تكمن المشكلة فهذه الزيادة بسيطة وتأتي على حساب الملف الصاعق والمعروف بكبر حجمه ( لمن لا يعرف الملف الصاعق إن رأيتم قطعة في مصابيح الفلورسنت ثقيلة ويخرج منها سلكين، هو مجرد نصف محول حيث لا يحتوي على إلا على ملف واحد مصمم بطريقة محددة )

ويسبب حجمه مشكلة فالفعالية التي يقدمها بسيطة جداً وتقارب 5% فقط أي 0.05 وهذا لا يعد شيئاً يُذكر...

نأتي الآن للمصحح الفعال أو Active Power Factor Correction

المصحح الفعال شيء مختلف تماماً عن المصحح الغير فعال... فالمصحح الفعال عبارة عن مزود قدرة آخر يتم وصله بين مصدر الطاقة والمحول الرئيسي للطاقة. ويعطي الأخير جهد ثابت بين 380 إلى 400 فولت. وهو مصمم بحيث لا يحتاج إلى جهد منعَّم كمدخل طاقة له مما يعطيه ميزة عدم حاجته لمكثفات، وهذا يعني أنه لا يعطي دائرة مزود الطاقة طاقة مخزنة مثلما هو الحال العادي بوجود مكثفات، ونتيجة لذلك فإن معامل الطاقة له يقترب من الـ 1 الصحيح !

https://www.xbitlabs.com/images/other/psu-methodology/p7.gif

يبين المخطط في الأعلى مزود طاقة مع مصحح معامل طاقة فعال... ونلاحظ أنه يقترب كثيراً من الشكل الأصلي لمصدر الطاقة. والنتيجة النهائية لمعامل الطاقة هنا قد يكون بين 0.95 و 0.98 وذلك عند الضغط المرتفع على المزود، ولكنه ينخفض إلى 0.7 - 0.75 عندما ينخفض الضغط وهذا يساوي معامل الطاقة للمصحح الغير فعال.

والمصحح النشاط يحسّن من عمل المزود أيضاً فهو يقوم بتحسين الجهد الداخل للمحول الرئيسي للطاقة، ويجعله أقل حساسية لقفزات الطاقة، كما يسهل من إنتاج مزودات قدرة تقبل جهود مختلفة من 110 إلى 230 فولت ( والبعض من 90 حتى 240 فولت ) بدون الحاجة لوجود مفتاح خاصة لاختيار الجهد.

ولكن المصحح النشط من جهة أخرى له بعض السلبيات مثلاً هو يعقد تصميم المزود مما يجعله أكثر عرضة للأعطال أثناء التصنيع ( أي أن الوحدات التي تجتاز اختبارات المصنع ما قبل خروجها منه ستكون أقل ) وهذا يرفع من سعر المزود كما أن فعالية المصحح النشط ليست كاملة بنسبة 100% ولهذا فهو ينتج حرارة أيضاً مما يزيد من كمية الحرارة التي ينتجها الجهاز ككل... ولكن إيجابيات المصحح النشط تطغى على سلبياته التي أضحت أمراً عادياً لأي مزود قدرة مرتفع الجودة.


نهاية ملاحظة جديرة ذكرها... معامل الطاقة يختلف عن معامل الفعالية... فالأول معامل داخلي لمزود القدرة... اما الآخر فهو معامل خارجي يحدد نسبة الطاقة الخارجة منه من الطاقة الداخلة إليه فمثلاً مزود قدرة بقوة 400 واط ولكنه يستهلك 500 واط والفرق ينتج على هيئة حرارة... ومزود قدرة آخر قوته 400 واط ولكنه يستهلك 600 واط تاركاً 200 واط تذهب على شكل حرارة... النسبة هنا بين ما يستهلكه المزود وبين ما يعطيه هي معامل الفعالية.

[الناصح]

أستاذي الخلف الشكر الجزيل على هذا الشرح المفصل والتوضيح الجميل ، وأسفي واعتذاري الشديدين لك على عدم قدرتي على الرد في حينه ، ولكن ذلك كان بس ظروفي المرضية المفاجأة ، والتي لم أستطع معها زيارة المنتدى . وفي الحقيقة مهما قولت أو عبرت ، فإن كلماتي لا تستطيع أن تعطيك ما تستحق من الشكر والثناء ، لما أعطيتنا وتعطينا من وقت الثمين . وأسأل الله أن يبارك لك في وقتك وعمرك ، ويجزيك عنا خير الجزاء ...