A kapcsolóüzemű tápegység harmonikus áramának ártalma
A tápegységbe nagy teljesítményű kapcsolócsövek vannak beépítve, amelyek felharmonikusokat generálnak, amikor nagy frekvencián működnek, elektromágneses interferenciát okozva a környező berendezésekben, és befolyásolják a hálózat energiaminőségét. Ezért nagyon szükséges a kapcsolóüzemű tápegység által generált harmonikusok elnyomása.
A jelenlegi elnyomási módszerek aktív szűrésre és passzív szűrésre oszthatók. Közülük az előbbi szűrőhatása jobb, technológiája viszont viszonylag bonyolult, gyakorlati alkalmazásokban is nehezen kivitelezhető; az utóbbi passzív szűrési módszere a harmonikusokat is elnyomja, és a meddőteljesítmény-kompenzáció hatását is elérheti, de szabályozó hatása jóval kisebb, mint az aktív szűrésé.
A Jinshengyang több éves tapasztalattal rendelkezik az áramellátás területén, és kifejlesztett egy rendkívül megbízható PFC integrált áramkört a kapcsolóüzemű tápegységek által generált nagyfrekvenciás harmonikusokhoz. A szimulációs tesztkísérletek és a terepi felhasználási visszajelzések révén a tápegység teljesítménytényezőjét folyamatosan optimalizálták és javították. A szuperharmonikus elnyomási képességgel rendelkező aktív PFC kapcsolóüzemű tápegységek, mint például: LMF sorozat, LIF sorozat, LOF sorozat stb., a termék teljesítménytényezője elérheti a 0,99-et, ami hatékonyan elnyomja a a nagyfrekvenciás felharmonikusok által a környező berendezésekben okozott elektromágneses interferencia javítja az elektromos hálózat energiafelhasználási arányát;
02 A kapcsolóüzemű tápegység harmonikus mechanizmusának elemzése
A kapcsolóáramkör kapcsolóáramkörében a kapcsolócsőnek csak két üzemállapota van: be és ki. Ekkor a kimeneti feszültségben a működési frekvenciának megfelelő váltóáramú jel lesz, és ez a harmonikus jel a kimeneti feszültségben továbbra is megmarad. Ha az áram nemlineáris terhelésen halad át: például kapacitív vagy induktív terhelésen, a Ha az alkalmazott feszültség nem mutat lineáris összefüggést, akkor nem szinuszos áram jön létre, ezáltal harmonikusok keletkeznek.
A felharmonikusok elnyomása az energiarendszerben a felharmonikusok határértéken belüli szabályozása a rendszerbe bevezetett harmonikus áram csökkentésével vagy megszüntetésével. Például, ha a kapcsoló vezérlőjelének impulzusfrekvenciáját 100 kHz-re állítjuk, akkor látható, hogy: A kimeneti alaphullám páratlan összetevőjének 3. és 5. harmonikus energiája egyaránt létezik. Ezenkívül a felfutó élen és a lefutó élen az impulzusjel feszültségváltozási sebessége nagyon gyors, és az áramváltozási sebesség is nagyon gyors; ebben a folyamatban a vezérlő impulzusfrekvenciától eltérő nagyfrekvenciás komponens jön létre. Látható, hogy a kapcsolóüzemű tápegység frekvenciakomponensének szabályozásához a kapcsolási vezérlő impulzust ésszerűen a tervezési igényeknek megfelelően kell megválasztani a kapcsolóüzemű tápegység tervezésekor. Ezenkívül a vezérlő impulzus sebességét is csökkenteni kell.
03 A harmonikus áram veszélyei
Az elmúlt években folyamatosan történtek különféle felharmonikusok okozta hibák, balesetek, a felharmonikus károsodások súlyossága felkeltette az emberek figyelmét. A tápegységek közcélú hálózatokra és más rendszerekre történő átkapcsolása során keletkező harmonikusok káros hatásai általában a következő vonatkozásúak:
04 Harmonikus áramelnyomás módszere a kapcsolóüzemű tápegység EMI szűrő használatával
Az EMI-szűrő technológia hatékonyan képes elnyomni a tüskés interferenciát, és hatékonyan kiszűri a vezetési zavarokat és a sugárzási zavarokat. A 4. ábra egy EMI szűrőt mutat, amely kondenzátorokból és induktorokból áll; a kapcsolóüzemű táp bemeneti végére csatlakozik, a nagyfrekvenciás bypass kondenzátorok pedig C1 és C5. A differenciális módú interferencia kiszűrésre kerül; L1, C3, C4 és L2, C3, C4 kiszűri a közös módú interferenciát az áramkörben; A tényleges tesztek azt mutatják, hogy a komponensek paramétereinek ésszerű megválasztásával az EMI szűrő jobb harmonikus elnyomást tud elérni a kapcsolóüzemű tápegységben.
Passzív teljesítménytényező korrekciós áramkörök használata
Az előző részben bemutatott EMI szűrő áramkör elnyomja a harmonikusokat. Bár hatékonyan képes elnyomni a vezetési és sugárzási zavarokat, tehetetlen a bemeneti áram hullámforma-torzításával szemben. Ezért az áram harmonikus tartalmának nagymértékű csökkentése érdekében elemezni kell a híd egyenirányító kondenzátor szűrő áramkörét, meg kell találni a bemeneti jellemzőit és meg kell tenni a szükséges fejlesztéseket.
Az egyik passzív teljesítménytényező korrekciós áramkör, alkatrészei kondenzátorok és diódák; Ha az áramkör stabil, a bemeneti áram harmonikusai hatékonyan javulnak az egyenirányító diódák meghosszabbított vezetési ideje miatt.
Használjon aktív teljesítménytényező korrekciós áramkört
A passzív teljesítménytényező-korrekciós áramkörtől eltérően az aktív teljesítménytényező-korrekciós áramkörben az impulzusszélesség-modulációs stratégiát alkalmazzák, és vezérlő hatása nyilvánvalóan jobb, mint a passzív teljesítménytényező-korrekciós áramköré. Bemeneti árama szinuszosra korrigálható, a harmonikus tartalom 10 százalékon belül van, és a teljesítménytényező is 1-hez közelíthető.
Az aktív teljesítménytényező korrekciójára szolgáló egyszerűsített áramkör kéthurkos vezérlést alkalmaz; ahol a külső hurok vezérli a kimeneti feszültséget, és a belső hurok vezérli az induktor áramát; megfelelő szabályozási stratégia alkalmazásával biztosítható, hogy az induktor csúcsáram követi a felső VDC változását, ezáltal szinuszos formájú átlagos áram érhető el.
Egy másik aktív teljesítménytényező korrekciós áramkör egy BOOST boost PFC integrált áramkört használ, és ennek működési elvét elemezzük: amikor az AC teljesítményfrekvencia csatlakoztatva van, a bemeneti feszültség a híd egyenirányító áramkörén keresztül tölti fel a C1-et, és amikor a kondenzátor, amikor az áramkör feszültsége. Ha egy bizonyos értékre emelkedik, a PFC áramkör fő vezérlő IC-je elindul, és a megfelelő PWM impulzus az IC GATE érintkezőjéről érkezik, majd az impulzus meghajtja a Q1 MOS csövet, hogy működjön a kapcsoló állapota; az R3 és R4 mintavételi ellenálláson keresztül a mintavételi érték elküldésre kerül az IC feszültséghurok komparátorába; ugyanakkor, amikor a feszültséget továbbítják az IC áramérzékelő komparátorhoz, hibajelet kaphatunk a belső összeadón keresztül, amely beállítja a PWM impulzuskimenetet, hogy szabályozza az L1 áramot úgy, hogy a bemeneti áram hullámalakja kövesse a bemenetet. feszültséget úgy, hogy a teljesítménytényező közel 1 legyen.
