Škody harmonického prúdu spínaného napájacieho zdroja
V napájacom zdroji sú nainštalované vysokovýkonné spínacie elektrónky, ktoré budú generovať harmonické, keď budú pôsobiť pri vysokých frekvenciách, čo spôsobí elektromagnetické rušenie okolitého zariadenia a ovplyvní kvalitu napájania siete. Preto je veľmi potrebné potlačiť harmonické zložky generované spínaným zdrojom.
Súčasné metódy potlačenia možno rozdeliť na aktívne filtrovanie a pasívne filtrovanie. Medzi nimi je filtračný účinok prvého z nich lepší, ale jeho technológia je pomerne komplikovaná a je ťažké ju navrhnúť v praktických aplikáciách; pasívna filtračná metóda môže tiež potlačiť harmonické a môže tiež dosiahnuť účinok kompenzácie jalového výkonu, ale jeho riadiaci účinok je oveľa menší ako účinok aktívneho filtrovania.
Spoločnosť Jinshengyang s dlhoročnými skúsenosťami v odvetví dodávok energie vyvinula vysoko spoľahlivý integrovaný obvod PFC pre vysokofrekvenčné harmonické generované spínanými zdrojmi napájania. Prostredníctvom experimentov so simulačnými testami a spätnej väzby z používania v teréne sa výkon účinníka napájacieho zdroja neustále optimalizuje a zlepšuje. Aktívne PFC spínané napájacie produkty so schopnosťou super harmonického potláčania, ako sú: séria LMF, séria LIF, séria LOF atď., účinník produktu môže dosiahnuť až 0,99, čo môže účinne potlačiť elektromagnetické rušenie spôsobené vysokofrekvenčnými harmonickými okolitými zariadeniami zlepšuje mieru využitia energie v elektrickej sieti;
02 Analýza harmonického mechanizmu spínaného zdroja
V spínacom obvode spínaného zdroja má spínacia trubica iba dva pracovné stavy: zapnuté a vypnuté. V tomto čase bude vo výstupnom napätí existovať striedavý signál zodpovedajúci pracovnej frekvencii a tento harmonický signál bude naďalej existovať vo výstupnom napätí. Keď prúd preteká cez nelineárnu záťaž: ako je kapacitná alebo indukčná záťaž, ak privedené napätie nevykazuje lineárny vzťah, vytvorí sa nesínusový prúd, čím sa generujú harmonické.
Potlačenie harmonických v elektrizačnom systéme má za úlohu riadiť harmonické v rámci limitnej hodnoty znížením alebo odstránením harmonického prúdu vstrekovaného do systému. Napríklad, ak je frekvencia impulzov riadiaceho signálu spínača nastavená na 100 kHz, je zrejmé, že: Existuje energia 3. harmonickej aj 5. harmonickej nepárnej zložky výstupnej základnej vlny. Okrem toho pri stúpajúcej hrane a zostupnej hrane je rýchlosť zmeny napätia impulzného signálu veľmi rýchla a rýchlosť zmeny prúdu je tiež veľmi rýchla; v tomto procese sa vytvorí vysokofrekvenčná zložka odlišná od frekvencie riadiacich impulzov. Je vidieť, že na riadenie frekvenčnej zložky spínaného zdroja treba pri návrhu spínaného zdroja rozumne zvoliť spínací riadiaci impulz podľa konštrukčných potrieb. Okrem toho by sa mala znížiť aj rýchlosť riadiaceho impulzu.
03 Nebezpečenstvo harmonického prúdu
V posledných rokoch sa neustále vyskytovali rôzne poruchy a havárie spôsobené harmonickými a závažnosť harmonických škôd vzbudila u ľudí veľkú pozornosť. Poškodenie harmonických kmitov generovaných prepínaním napájacích zdrojov do verejných energetických sietí a iných systémov má vo všeobecnosti tieto aspekty:
04 Spôsob potlačenia harmonického prúdu spínaného zdroja pomocou EMI filtra
Technológia filtrovania EMI môže účinne potlačiť rušenie špičiek a môže účinne odfiltrovať rušenie vedenia a rušenie žiarenia. Obrázok 4 zobrazuje EMI filter, ktorý sa skladá z kondenzátorov a induktorov; je pripojený na vstupný koniec spínaného zdroja a vysokofrekvenčné obtokové kondenzátory sú C1 a C5. Rušenie diferenciálneho režimu je odfiltrované; L1, C3, C4 a L2, C3, C4 odfiltrujú rušenie spoločného režimu v obvode; skutočné testy ukazujú, že pri rozumnom výbere parametrov komponentov môže EMI filter dosiahnuť lepší efekt harmonického potlačenia spínaného zdroja.
Použitie pasívnych obvodov na korekciu účinníka
Obvod EMI filtra predstavený v predchádzajúcej časti potláča harmonické. Hoci dokáže účinne potlačiť rušenie vedenia a žiarenia, je bezmocný proti skresleniu tvaru vlny vstupného prúdu. Preto, aby sa výrazne znížil obsah harmonických v prúde, je potrebné analyzovať filtračný obvod mostíkového usmerňovacieho kondenzátora, zistiť jeho vstupné charakteristiky a vykonať potrebné vylepšenia.
Jeden z pasívnych obvodov na korekciu účinníka, jeho komponenty zahŕňajú kondenzátory a diódy; keď je obvod stabilný, harmonické vstupné prúdy sa efektívne zlepšia v dôsledku predĺženého času vedenia usmerňovacích diód.
Použite aktívny obvod korekcie účinníka
Na rozdiel od pasívneho obvodu korekcie účinníka sa stratégia modulácie šírky impulzu používa v aktívnom obvode korekcie účinníka a jej riadiaci účinok je zjavne lepší ako v prípade pasívneho obvodu korekcie účinníka. Jeho vstupný prúd môže byť korigovaný na sínusovú vlnu, harmonický obsah je v rámci 10 percent a účinník môže byť tiež korigovaný na hodnotu blízkou 1.
Zjednodušený obvod pre aktívnu korekciu účinníka využíva riadenie s dvojitou slučkou; pričom vonkajšia slučka riadi výstupné napätie a vnútorná slučka riadi prúd induktora; prijatie vhodnej riadiacej stratégie môže zabezpečiť, že špičkový prúd induktora sleduje zmenu horného VDC. Tým sa dosiahne priemerný prúd so sínusovým tvarom.
Ďalší aktívny obvod korekcie účinníka využíva integrovaný obvod BOOST boost PFC a analyzuje sa jeho pracovný princíp: keď je pripojená napájacia frekvencia AC, vstupné napätie nabíja C1 cez obvod mostíkového usmerňovača a keď kondenzátor Keď je napätie na obvode stúpne na určitú hodnotu, spustí sa hlavný riadiaci IC obvodu PFC a zodpovedajúci impulz PWM bude vydaný z kolíka GATE IO a potom impulz poháňa MOS trubicu Q1, aby fungovala v stav spínača; cez vzorkovací odpor R3 a R4 sa vzorkovacia hodnota posiela do komparátora napäťovej slučky IC; súčasne, keď je napätie odoslané do komparátora detekcie prúdu IC, prostredníctvom internej sčítačky, ktorá upravuje výstup impulzov PWM, možno získať chybový signál, aby sa reguloval prúd na L1 tak, aby priebeh vstupného prúdu sledoval vstup napätie tak, aby bol účinník blízky 1.
