Что такое крест-фактор (пик-коэффициент, коэффициент амплитуды, пик-фактор, Crest factor, Cross Ratio, Peak-to-average ratio (PAR), CF, C.F.)
Что такое крест-фактор (пик-коэффициент, коэффициент амплитуды, пик-фактор, Crest factor, Cross Ratio, Peak-to-average ratio (PAR), CF, C.F.)
Крест-фактор – это отношение величины амплитуды (пикового или максимального значения) тока или напряжения к его действующему (эффективному, RMS) значению.
Крест-фактор нагрузки — отношение пикового значения потребляемого тока к действующему значению.
Crest — вершина, пик (анг.)
Factor — коэффициент (анг.)
Крест-фактор для тока прямоугольной формы (меандр) равен единице; для синусоидальной — 1,414 (корень из 2).
Крест-фактор для импульсного блока питания может достигать 4 (в критических случаях до 5), при питании от обычной розетки. Обусловлено это тем, что блок питания без коррекции коэффициента сощности потребляет ток короткими и высокими импульсами, примерно совпадающими с пиком синусоиды сетевого напряжения.
На входе блока питания стоит выпрямитель и следом за ним – конденсатор, с которого уже снимается напряжение питания для питания инвертора. При включении блока питания в сеть конденсатор заряжается . Потом сетевое напряжение начинает быстро спадать, в то время как конденсатор значительно медленнее разряжается в нагрузку, соответственно когда напряжение опять начнет расти, ток заряда конденсатора (а соответственно и ток потребляемый от источника) будет потребляться только когда напряжение источника будет превышать напряжение на конденсаторе, ток будет потребляться только часть полупериода (ток перестанет быть синусоидальным), поскольку нам нужно от источника забрать ту же мощность, то пиковое значение тока значительно вырастет.
Крест-фактор, указываемый как выходной параметр ИБП, характеризует его способность питать нелинейную нагрузку, потребляющую ток импульсами. Крест-фактор большинства ИБП равен 3:1
Крест-фактор это характеристика взаимодействия нагрузки и источника, желательно рассматривать конкретный случай взаимодействия нагрузки или источника (выходное напряжение ИБП может сильно отличаться от синусоиды). Например, в случае синусоидального питающего напряжения и компьютерного блока питания крест-фактор равен 2—3. Использование напряжения, полученного в результате ступенчатой аппроксимации на той же нагрузке, обычно дает крест-фактор от 1,4 до 1,9. Если компьютер питается от ИБП, имеющего выходное напряжение в виде меандра с паузой, то пик-фактор уменьшается до 1.8-2.
Описанные значения CF относятся к установившимуся режиму работы нагрузки. Следует учитывать переходные процессы, происходящие при изменении режимов работы нагрузки (запуск, сброс, наброс нагрузки).
При сравнении устройств нужно учитывать вероятные различия в методиках измерений CF.
Источник
Вопр. 29. Что такое пик-факторы по току и напряжению для активного элемента?
Отв. 29.Представляют собой отношение максимального значения переменного тока (напряжения) к его среднему значению.
Вопр. 30. Почему желательно уменьшать значение пик-факторов в усилителе мощности?
Отв. 30.С уменьшение пик-факторов увеличивается КПД, что приводит к передаче большей мощности.
Вопр. 31. Почему в ключевых режимах работы активного элемента электронной КПД приближается к единице?
Отв. 31.Т.к. в ключевом режиме мощность, рассеиваемая транзистором, стремится к нулю.
Вопр. 32. Почему ключевой режим, при котором формы тока и напряжения на активном элементе имеют вид меандров, сдвинутых один относительно другого на половину периода, непригоден для усилителей мощности РПУ?
Отв. 32.Происходит передача мощности в нагрузку на высших (нечетных гармониках), т.е. КПД первой гармоники падает.
Вопр. 33. В чем преимущества ключевого режима, при котором ток (или напряжение) имеют форму меандра, а напряжение (ток) – полусинусоиду?
Отв. 33.Достоинством является отсутствие выходной мощности на гармониках. (1- на высоких частотах выходная мощность в моменты коммутации тока мала; 2- произведение меандра на полусинусоиду дает синусоиду, значит выходной сигнал не содержит высших гармоник )
Вопр. 34. Как инерционность активных элементов сказывается на работе ключевых усилителей мощности?
Отв. 34.Из-за инерционности транзисторов возможны моменты, когда один транзистор еще не выключен, а другой уже включен. При этом через транзисторы от источника питания, минуя колебательный контур, протекает сквозной ток, что порождает потери энергии и перегрузку транзисторов по току. Т.е. из-за запаздывания тока по отношению к напряжению увеличивается общая рассеивающая мощность и уменьшается КПД.
Вопр. 35. В чем достоинства режимов работы активного элемента с гармоническим напряжением и отсечкой тока коллектора?
Отв. 35.Отсутствие выходной мощности на гармониках основной частоты. Поэтому электронный КПД – это КПД по первой гармонике.
Вопр. 36. Укажите какие углы отсечки соответствуют режимам А, АВ, В, С.
| А | АВ | В | С |
Отв. 36.
Вопр. 37. Изобразите график тока коллектора в режиме С, обозначьте параметры?
Отв. 37.Режим С:
Вопр. 38. Что такое коэффициент Берга ?
Отв. 38.Отношение амплитуды i-ой гармоники к максимальному значению тока
Вопр. 39. Что такое коэффициент Берга ?
Отв. 39.Отношение амплитуды i-ой гармоники к амплитуде косинусоиды
Вопр. 40. Что такое коэффициент напряженности режима?
Отв. 40.Отношение является коэффициентом напряженности режима
Вопр. 41. Как электронный КПД зависит от угла отсечки тока коллектора?
Отв. 41.Растет с уменьшением угла отсечки и стремится к 100% при и
Вопр. 42. Каков теоретический электронный КПД в режиме класса А?
Отв. 42.В режиме класса А , тогда
Вопр. 43. Каков теоретический электронный КПД в режиме класса В?
Отв. 43.В режиме класса В , тогда
Вопр. 44. Почему в режимах с гармоническим напряжением и отсечкой тока электронный КПД равен КПД по первой гармонике?
Отв. 44.Отсутствует выходная мощность на гармониках основной частоты.
Источник
Коэффициент амплитуды сигнала (крест-фактор)
– Crest Factor, Cross Ratio
Коэффициент амплитуды сигнала (крест-фактор)
Crest Factor*, Crest-factor* – англ.
Cross Ratio – англ.
Peak-to-average ratio (PAR) – англ.
Peak-to-average Power Ratio (PAPR) – англ.
*Crest – вершина, гребень, пик – англ.
Коэффициент амплитуды (крест-фактор) – это показатель, характеризующий способность ИБП питать нелинейную нагрузку, потребляющую импульсный (нелинейный) ток.
Определяется как отношению амплитуды (мгновенного максимального/пикового значения) сигнала к действующему (эффективному, среднекв.,скз/rms) значению сигнала. В электротехнике обычно применяется для характеристики формы тока в сети. Определение для коэффициента амплитуды для этого случая приведено ниже.
ИБП компании N-Power способны питать нелинейную нагрузку с крест-фактором до 3.5:1.
Определение коэффициента амплитуды
Коэффициент амплитуды сигнала равен отношению амплитуды (максимального значения) сигнала к действующему (эффективному, среднекв.,скз/rms) значению сигнала.
Ка = Amax / Arms= Aмакс. / Aэфф.
В электротехнике наиболее часто термин применяется для характеристики сигнала тока нагрузки или характеристики сигнала нагрузочного тока ИБП допустимого для данного типа ИБП. Таким образом коэффициент амплитуды характеризует способность ИБП питать нелинейную нагрузку, потребляющую импульсный (нелинейный) ток.
Ниже представлены различные примеры форм сигнала и их коэффициенты амплитуды:
С достаточной точностью коэффициент амплитуды (Crest-factor) также может быть определён как корень из двух умножить на отношение амплитуды импульсного тока в реальной нелинейной нагрузке Iмакс (нелин.) к амплитуде тока гармонической формы Iмакс (лин.) при эквивалентной потребляемой мощности.
Так же форму сигнала может характеризовать коэффициент формы кривой , равный отношению действующего значения сигнала к среднему за полупериод: Kф = Aэфф. / Aсредн.
В случае синусоидальных сигналов:
Однако, в силовой электротехнике этот термин коэффициент формы кривой используется редко.
Дополнительная информация для технических специалистов
из учебника Г.И. Атабекова «Основы теории цепей»
В радиотехнике и электротехнике пользуются также коэффициентами формы кривой (Kф) и амплитуды (Kа).
Коэффициент амплитуды определяется как отношение максимального значения функции к действующему значению:
Для гармонической функции:
Коэффициент формы кривой определяется как отношение действующего значения функции к среднему значению функции, взятой по абсолютной величине:
Источник