Hallo
Ich veruche seit einige zeit Antworten auf Folgenden Fragen über Netzteile zu Finden mit mässigen Erfolg
Ich bin für jede Hilfe Dankbar, besonderes für gute Links,die das Thema behandelt haben.
"was ist PFC,wie funktioniert es,
was ist der Unterschied zwischen aktive PFC und passive PFC und welche ist zu empfehlen."
"bei Netzteile mit höhere watt werte wie zb 550 watt ist der stromverbrauch in allgemeinen oder in ruhezustand
mehr als Netzteile mit niedrigere watt werte."
Grossadministrator bibons „PFC -aktive und passive“
Der sog. „Power Factor“ (PF abgekürtzt) bzw. Leistungsfaktor ist das Verhältnis zwischen der Wirkleistung („active real power“ – an den Ausgang übertragenen Leistung) und der Scheinleistung („apparent power“ – aus dem Netz entnommenen Leistung, Produkt aus effektiver Netzspannung und effektivem Netzstrom). Im Grunde ist Leistungsfaktor (Power Factor) eine Meßlatte, wie effektiv die elektrische Energie genutzt wird. Ein höherer Leistungsfaktor stellt also eine höhere Nutzung der elektrischen Energie dar und letztendlich auch den höheren Wirkungsgrad.
Wozu ist eine Leistungsfaktor-Korrektur (PFC) ? Geringer Leistungsfaktor bedeutet einen schlechteren elektrischen Nutzungsgrad.
Je niedriger der Leistungsfaktor ist, desto größer wird die aus dem Netz entnommene
Energie. Wenn ein geringer Leistungsfaktor nicht korrigiert wird, muß ein Verbraucher
zusätzlich zur reellen Wirkleistung (active real power) eine mit Verlust behaftete
Blindleistung (reactive power) in Kauf nehmen. Dies bringt eine ganze Reihe von
Nachteilen mit sich.
Trotz der vielen Vorteilen von Schaltnetzteilen, wie die große Leistung bei kleinem
Volumen, sind Schaltnetzteile unglücklicherweise auch mit Nachteilen behaftet, denn
aus dem Netz wird der Strom in Form kurzer Impulse entnommen, deren Spitzenamplitude
vielfach höher ist als der resultierende Gleichstrom.
Zum Beispiel: dem Netz werden hohe Spitzen- und Effektivströme entnommen, die
sinusförmige Netzspannung wird verzerrt, es kommt zu Überströmen im Null-Leiter von
Drehstromsystemen, es werden störende harmonische Oberwellen erzeugt u.v.a.
Harmonische Oberwellen sind Verzerrungen der Grundschwingung durch Teilschwingungen, deren Frequenzen ganzzahlige Vielfache der Frequenz der Grundschwingung sind.
Was ist Klirrfaktor (Total Harmonics Distortion – THD) ? Er ist das Verhältnis des Effektivwertes aller neu hinzukommenden Oberwellen zum Effektivwert der ursprünglichen Wellen.
Welche Rolle spielt Klirrfaktor (THD) bei Leistungsfaktor-Korrektur (PFC)? Wie bereits erwähnt wird der Eingangsstrom bei Schaltnetzteilen in Form von kurzen Impulsen entnommen und besitzt daher einen hohen Anteil an harmonischen Oberwellen.
Dadurch entstehen zusätzliche Probleme bezüglich der elektromagnetischen Störungen,
deren maximale Grenzen – wie von den gesetzlichen Normen (EN61000-3-2 + A1 + A2)
vorgesehen – einzuhalten sind.
Eine Aktive PFC-Schaltung regelt den entnommenen Eingangsstrom, daß dieser der
Netzspannung so folgen, als ob ein reiner Widerstand-Last ans Netz angeschlossen wäre.
Ein Widerstand-Last besitzt eine 0° Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung,
d.h. in diesem Fall Power Factor PF = cos 0° = 1. Da nur im Falle von reinen Sinusformen der Leistungsfaktor (PF) durch einfache CosinusGröße der Phasenverschiebung dargestellt werden kann, muß bei nicht sinusförmigen Strom- und Spannungsgrößen der Klirrfaktor (Total Harmonics Distortion – THD) zusätzlich berücksichtigt und ebenfalls von der aktiven PFC-Schaltung so gering wie möglich gehalten werden.
Was sind die Vorteile der Leistungsfaktor-Korrektur (Power Factor Correction – PFC)?
• Verbesserter Nutzungsgrad der elektrischen Energie, d.h. Reduzierung der Stromrechnung (eine typische Einsparung von bis zu 50% im Jahr)
• Erhöhung des Gesamt-Wirkungsgrades und der System-Kapazitäten • Verbesserung der Netzspannungsverläufe
• Reduzierung der Bauteil-Größen
• Reduzierung der Wärmeverluste
• Reduzierung von hochfrequenten EMV-Störungen (EMC) u.a.
Was ist der Unterschied zwischen Active PFC und Passive PFC? Passive PFC-Typen verwenden Induktivitäts-Drossel und Kondensatoren zur Zwischenspeicherung der entnommenen elektrischen Energie und gleichzeitig zur Unterdrückung der entstehenden harmonischen Oberwellen. Da die Netz-Energiequelle nur eine geringe Frequenz (50Hz oder 60Hz) besitzt, werden große und voluminöse Induktivitäts-Drossel/Spulen und Kondensatoren benötigt, zumal hierbei nur ein Leistungsfaktor von ca. 0,7 bis 0,8 erreicht werden kann. In diesem Fall steht der geringere Bauteil-Kostenfaktor einer passiven PFC dem größeren Platzbedarf und dem niedrigeren Leistungsfaktor gegenüber. Aktive PFC-Typen verwenden aktive Komponenten (zumeist bereits in einem IC
integriert), um die Stromentnahme - gemäß dem Spannungsverlauf - so zu regeln,
daß diese weitgehend ähnlich wie bei einem Widerstands-Last (PF = 1) verläuft.
Darüber hinaus ermöglicht die aktive PFC-Regelschaltung einen weiten Bereich
von Netz-Eingangswechselspannung (von 85 VAC bis 265 VAC) automatisch zu
verwenden. Gegenüber all diesen Vorteilen (bzgl. Wirkungsgrad, EMV-Störungen,
Baugröße, Weitbereichsregelung u.a.) steht nur der höhere Kostenfaktor.
Zum Stromverbrauch: Der Wirkungsgrad von Netzteilen ist abhängig von der Last - je höher die Last, desto besser der Wirkungsgrad. Ein 550W-Netzteil, das nur 150W abgeben muss, verbrät mehr Energie (durch den schlechteren Wirkungsgrad) in Form von Wärme als ein 300W-Netzteil, das bedingt durch die höhere Auslastung mit einem höheren Wirkungsgrad arbeitet. Die ATX-Norm sieht den Test des Wirkungsgrades bei hoher Last vor, dieser Wert wird dann auch gerne angegeben, ist allerdings völlig realitätsfern.
deBeck Grossadministrator „Der sog. Power Factor PF abgekürtzt bzw. Leistungsfaktor ist das Verhältnis...“
Den Text hast du doch sicher von jemandem der AktivPFC-netzteile verkauft oder ? Denn der Punkt
" • Verbesserter Nutzungsgrad der elektrischen Energie, d.h. Reduzierung der Stromrechnung (eine typische Einsparung von bis zu 50% im Jahr) "
ist ausgemachter Unsinn, jeder Elektrotechniker wird dir das bestätigen ! Dein Stromzähler misst nur die Wirkleistung, daher kann es dir ganz egal sein, mit welcher Phasenlage deine Geräte arbeiten. Nur dem Kraftwerk gefällt's halt nicht.
Roger Wilco deBeck „Den Text hast du doch sicher von jemandem der AktivPFC-netzteile verkauft oder ?...“
Der Text ist von Levicom.
http://sser2np.lw-s10.sserv.de/downloads/Levicom/PFC_dt_Levicom.pdf
Gerd6 bibons „PFC -aktive und passive“
Weiß zwar nicht, warum Dich das so interessiert (weil Du eh nichts daran machen kannst ;-)
aber das ist ja Deine Sache.
Einiges in Sachen PFC :
Man unterscheidet zwei Arten. Beim AKTIVen PFC (Power factor correction) wird der Eingangsstrom elektron. gemessen und geregelt je nach dem wieviel Strombedarf gerade anliegt. Nachteil : Sehr hohes Gewicht und teuer. Verwendung meist nur in USV-Anlagen
oder wenigen hochwertigen Netzteilen.
Beim PASSIVen PFC wird eine Drossel in den Eingangsstromkreis geschaltet, die die Energie aus dem Stromnetz zwischenspeichert und so den Stromimpuls schwächt. Ist billiger, nicht so kompliziert. leichter und deshalb meist in den PC-Netzteilen verbaut.
PFC wurde eingeführt um Spitzenstrombelastungen beim Einschalten elektron. Geräte in den Griff zu bekommen (früher eher sinusförmig und gleichmässig, heute meist als kurze hohe Stromimpulse, was zur Zerstörung führen kann) PFC ist seit 2001 eingeführte Norm und gilt für alle Geräte ab 75 Watt.
deBeck Gerd6 „Weiß zwar nicht, warum Dich das so interessiert weil Du eh nichts daran machen...“
AktivePFC schwer ? Wie kommst du auf diese Idee, das ist Unsinn. AktivPFC besteht im wesentlichen aus einem gesteuerten Gleichrichter und einem Chip der diesen ansteuert, vieleicht noch die ein oder andere kleine Spule. Schau dir doch mal ein NT mit AktivPFC an, da ist nicht viel mehr verbaut als bei welchen ohne PFC.
Gerd6 deBeck „AktivePFC schwer ? Wie kommst du auf diese Idee, das ist Unsinn. AktivPFC...“
Auch wenn ich die Aussage "sehr hohes" Gewicht gerne relativiere
in "höheres" Gewicht, bleibt ie Grundaussage bestehen, daß Aktiv mehr auf die Waage bringt. Aber okay, ist vielleicht nicht kaufentscheidend.
Aber bei einer anderen Sache verstehe ich wenig Spaß :
Du kannst zwar anderer Meinung sein, aber damit wird nicht die Meinung anderer zum "Unsinn" degradiert.
Kannst auch gerne korrigieren, aber nicht so.
Solltest mal in Dich gehen. Wir sind zwar hier nicht in der Nonnenschule, aber etwas Mässigung im Umgang
würde ganz gut tun.
Und : ausser zu nörgeln kam von Dir eigentlich nichts. Hilfreiche Antwort auf @bibons Frage von Dir Fehlanzeige.
deBeck Gerd6 „@deBeck“
Ja ok, entschuldige bitte der Ton macht schlieslich die Musik...
Aber doch frage ich mich, wie Ihr zu diesen Äusserungen kommt, woher glaubt Ihr das zu wissen - "höhere Gewicht" und "besserer Wirkungsgrad". Mit geht es nicht um deine oder meine Meinung, sondern um die Fakten, mit nörgeln hat das nun wirklich nichts zu tun.
Was ich über Schaltnetzteile weis, habe ich von jemandem, der diese Dinger Hauptberuflich entwickelt - entweder ich habe ihn total falsch verstanden oder eure Aussagen sind in den angespr. Punkten falsch.
Jedenfalls wirst du zugeben müssen, daß eine passive PFC mit Drossel ein weit höheres Gewicht mit sich bringt als eine aktive PFC, die wie beschrieben nur aus recht wenigen Bauteilen besteht.
Zum anderen bringt eine PFC kein bisschen besseren Wirkungsgrad - das Geräte mit aktiver PFC nun aber doch meist besser als bei Geräten mit passiv-PFC/ohne PFC abschnieden liegt schlicht daran, daß das Design grundsätzlich moderner ist. Die aktive PFC slebst hat jedoch keinerlei Einfluß darauf. NTs mit passiver PFC habe durch den Ohmschen Widerstand der Drossel sogar einen eher schlechteren Wirkungsgrad.
Ich lasse mich gerne fachgerecht wiederlegen.
Gruß
deBeck
Gerd6 deBeck „@deBeck“
Ich habe meine Aussage (die ich ja in einem Teil gerne konkretisiert und wenn Du willst auch berichtigt habe) aus einem umfassenden Artikel der PC-Praxis 2001. Die sind
eigentlich ganz gut aufgestellt in fachlichen Artikeln. Der Umfang der Gewichterhöhung ist sicherlich disk.-würdig, aber wohl wenn auch
nicht gravierend vorhanden. Was aber "höher" ist und ob das nennenswert ist, kann ich auch nicht sagen. Hängt wohl auch vom
Hersteller und den verbauten Komponenten ab.
Zum Wirkungsgrad habe ich nichts ausgesagt und demzufolge auch nichts
zu erläutern.
Ansonsten : san mer wieder gut ;-))
CU
Gerd
deBeck Gerd6 „@deBeck“
Ok, dann noch ein Tip im guten - wenn du Dinge wirklich erklärt haben möchtest, gib das PC-Zeitschriftenbudget besser für c't aus ;-)
Eine andere Diskussion zu PFc wo ich mal eingreifen must :
http://www.rhcf.com/sis-bin/ultimatebb.cgi?ubb=get_topic;f=8;t=000308
deBeck bibons „PFC -aktive und passive“
@bibons
1.
Zu PFC findet sich jede Menge Material im Netz, nur bitte nicht bei den PC-Netzteilherstellern nachsehen, das steht gern mal Zeugs, was von der Marketingabteilung getunt wurde ! --> google.com
2.
Man sollte das NT so klein als möglich auslegen - Hersteller die große Mengen gleichartiger Systeme herstellen können z.B. durch die genaue Kenntnis der Anforderungen an die einzelnen Stromzweige ein optimales, kleinstes NT auswählen. Officerechner mit 3,4GHz Pentium kommen so mit einem 150W-Netzteil aus.
Als Selbstbauer hat man diese Möglichkeit eher nicht und möchte natürlich auch noch Spielraum zum aufrüsten haben. Mit einem hochwertigen 300W-Netzteil sollte eigentlich jedes System zufrieden zu stellen sein, jedoch wenn man Pech hat und z.B. Mainbaord und Grafikkarte viel auf der 5Volt-Schiene ziehen und das NT gerade da zu schwach ist hat man eben Pech und muß sich nach was anderem umsehen.
Beispiel : Mein System z.B. (AMD 3200+, 1GB DDR400, ATI9700, 2xDVD, 3x 7200er HD, 2xNIC, TV-Karte, Soundkarte, 350W Netzteil) benötigt Netzseitig max. ~175W, in Ruhe ~100W.
Ziehe ich jetzt noch den Wirkungsgrad von 70% bei mittlerer Last ab, muß das Netzteil an den PC nur ~123W liefern !
3.
Wenn ich so an die letzten c't-Tests von NT's denke, hat Seasonic (sehr gut! kriegt man selten), Levicom, be quiet, Tagan (i.d.R. baugleich mit be quiet) und QTechnologie recht gut abgeschnitten. Liste natürlich nicht vollständig ;-)
bibons Nachtrag zu: „PFC -aktive und passive“
Danke an Alle für Ausführliche und schnelle Antworten ,
Jetzt bin ich PFC bezüglich einbißchen schlauer,und werde in meine Kauf Entscheidung es nutzen.
Ich tendiere zu eine Netzteil von LC-POWER,weil sie Leise(sagt man) und Günstig sind und Letztens habe ich Nur positives darüber gelesen,und sie haben einiges in Angebot von 350W bis 550W und
Mit passive und active PFC (aktive bei höhere Watt-Netzteile), mal sehen.
mfG
deBeck bibons „Danke an Alle für Ausführliche und schnelle Antworten , Jetzt bin ich PFC...“
LC-Power hatte ich mal in den Händen, das ist billiger Schund - dann wäre unsere Beratung ja für die Katz gewesen was mich nachhaltig demotivieren würde ! Bedenke das ein brauchbares NT einfach mal über 50€ kosten muß und sich der Mehrpreis wegen des i.d.R besseren Wirkungsgrades etwa innerhalb eines Jahres amortisiert !
Meine Tips beim Netzteil und Gehäusehändler meines Vertrauens :
300W Sehr leise, trotzdem gute Kühlung guter Wirkungsgrad, passic-PFC
http://ibks.de/ger/power_supplies.html#FSP300-60PN-PF
380W Noch leise, sehr gute Kühlung, guter Wirkungsgrad, aktiv-PFC
http://ibks.de/ger/power_supplies.html#SPS-380XAS-F
400W Sehr leise, noch gute Kühlung, guter Wirkungsgrad (besser als der von c't getestete Vorgänger), aktiv-PFC, echte SATA-Anschlüsse (liefern auch die nötigen 3,3V!)
http://ibks.de/ger/power_supplies.html#QT-02400G
Gruß
