Hogyan lehet megoldani a kapcsolóüzemű tápegység harmonikusát
A modern elektronikai berendezésekben a kapcsolóüzemű tápegység egy széles körben használt tápegység, amelynek jellemzői a kis méret és a nagy hatásfok. A kapcsolóüzemű tápegység azonban felharmonikusokat is termel, ami bizonyos mértékig befolyásolja az áramellátás minőségét és az elektromos hálózat stabilitását, sőt az áramkörökben és eszközökben is károkat okoz. Ezért feltétlenül meg kell oldani a kapcsolóüzemű tápegység harmonikus problémáját.
A felharmonikusok okai a kapcsolóüzemű tápegységben
A harmonikus hullám egyfajta elektromos hullámforma, amelynek frekvenciája magasabb, mint az alaphullám, és forrása általában olyan tényezőkből származik, mint a nemlineáris terhelés, a nem szinuszos feszültség és az elektromágneses interferencia. A kapcsolóüzemű tápegység működési elve határozza meg, hogy könnyű felharmonikusokat előállítani.
1. Kondenzátorszűrő áramkör rövidzárlati hatása
Kapcsolt tápellátásban a kondenzátorszűrő áramkör főként a tápegység kimenetén lévő pulzáló feszültséget csökkenti, de nagy frekvencián a kondenzátor is rövidzárlat. A rövidzárlat azonban harmonikus áramot hoz létre a tápegységbe, rezgést okoz a vezetőben, és zajt és hőhatást okoz.
2. Induktivitásszűrő áramkör rezonancia hatása
A kapcsolóüzemű tápegységben az induktivitásszűrő áramkört elsősorban a tápegység kimenetének nagyfrekvenciás pulzálásának megakadályozására használják. Ha a terhelési áram nagyon alacsony, az induktivitás rezonáns állapotban van, ami nagyfrekvenciás harmonikus áramot hoz létre. A generált nagyfrekvenciás harmonikus áram rezonál a tápegység kondenzátorában és a vonali induktivitásban, és nagyfrekvenciás oszcillációt generál, amikor az áram folyik.
3. Az induktivitás visszacsatoló áramkör rezonancia hatása
A rezonáns visszacsatoló áramkör a kapcsolóüzemű tápegység fontos teljesítményjellemzője. A visszacsatoló vezérlő a terhelés és a tápellátás folyamatos figyelésére szolgál, hogy időben beállítsa a tápegység kimenetét és javítsa az egész áramkör hatékonyságát. Az induktív visszacsatoló áramkör azonban csökkenti a tápegység kimeneti feszültségét a rezonáns áramkörön keresztül, ami növeli a harmonikus áram képződését.
4. A munkafrekvencia hatása
Minél nagyobb a kapcsolóüzemű tápegység működési frekvenciája, annál magasabbak a harmonikusok és annál gazdagabb a harmonikus áram. A nagyfrekvenciás áram viszonylag nagy elektromágneses hullámokat generál a tekercsen, ami azt a jelenséget is eredményezi, hogy maga az elektromos készülék és az elektromágneses hullámok kölcsönhatásban vannak a levegőben.
A kapcsolóüzemű tápegység harmonikusainak károsodása
A kapcsolóüzemű tápegység harmóniája károsítja a berendezést és a rendszert, és a specifikus károk a következők:
1. Magának a kapcsolóüzemű tápegységnek a károsodása.
A nagyfrekvenciás kapcsolóüzemű tápegység által generált harmonikus megnöveli a kapcsolócső belső hőfogyasztását és növeli a károsodás kockázatát.
2. A terhelés károsodása
A kapcsolóüzemű tápegység kimeneti harmonikusai befolyásolják a terhelést, ami könnyen károsíthatja az áramkör alkotóelemeit, különösen precíziós műszerek és orvosi berendezések esetében.
3. Az elektromos hálózat károsodása
Miután a kapcsolóüzemű tápegység felharmonikusokat ad ki, az átterjed az elektromos hálózaton és megnöveli az elektromos hálózat harmonikus áramát, ami olyan problémákhoz vezet, mint az elektromos hálózat túlterhelése, a kábelek hőmérsékletének emelkedése, a transzformátor mag károsodása és így tovább, így befolyásolva a stabilitást.
Kapcsolóüzemű tápegység felharmonikusainak megoldásai
A kapcsolóüzemű tápegység harmonikus problémájának jobb megoldása érdekében általában a következő megoldásokat alkalmazzák:
1. Használjon harmonikus elnyomó áramkört.
A harmonikus elnyomó áramkör használata korlátozhatja a nagyfrekvenciás áram keletkezését, és hatékonyan csökkentheti a harmonikus áram hatását a kapcsolóüzemű tápegységre.
2. Vegyen be egy új szűrőt
Az új szűrő jó megoldást kínál a kapcsolóüzemű tápegység harmonikus problémájára, mint például a nem induktív topológiai áramkör, a többkondenzátoros-többparaméteres szűrő és így tovább.
3. A kapcsolóüzemű tápegység kialakításának fejlesztése.
A kapcsolóüzemű tápegységek tervezésénél optimalizálnunk kell az elektronikai alkatrészeit, a huzalozási formákat és a kompozit anyagokat, hogy minimalizáljuk a belső energiaveszteséget és energiadegradációt, valamint csökkentsük a harmonikusok képződését.
4. Szereljen be energiatakarékos készülékeket vagy növelje a kimeneti feszültséget.
Energiatakarékos készülékek telepítésével vagy a kapcsolóüzemű tápegység kimeneti feszültségének növelésével hatékonyan csökkenthető a harmonikus áram keletkezése és hatása.
