Вред гармонического тока импульсного источника питания
В источнике питания установлены мощные переключающие лампы, и они будут генерировать гармоники, когда воздействуют на высокие частоты, вызывая электромагнитные помехи для окружающего оборудования и влияя на качество электроэнергии в сети. Поэтому очень важно подавить гармоники, генерируемые импульсным источником питания.
Современные методы подавления можно разделить на активную фильтрацию и пассивную фильтрацию. Среди них фильтрующий эффект первого лучше, но его технология относительно сложна, и его трудно разработать для практических приложений; пассивный метод фильтрации последнего также может подавлять гармоники, а также может достигать эффекта компенсации реактивной мощности, но его контрольный эффект намного меньше, чем у активной фильтрации.
Имея многолетний опыт работы в области электроснабжения, компания Jinshengyang разработала высоконадежную интегральную схему коррекции коэффициента мощности для высокочастотных гармоник, генерируемых импульсными источниками питания. Благодаря экспериментам по моделированию и отзывам пользователей в полевых условиях характеристики коэффициента мощности источника питания постоянно оптимизировались и улучшались. Импульсные источники питания с активной коррекцией коэффициента мощности с возможностью подавления сверхвысоких гармоник, такие как: серия LMF, серия LIF, серия LOF и т. д., коэффициент мощности продукта может достигать 0,99, что может эффективно подавлять электромагнитные помехи, вызванные высокочастотными гармониками для окружающего оборудования, улучшают коэффициент использования мощности энергосистемы;
02 Анализ гармонического механизма переключения источника питания
В схеме включения импульсного источника питания переключающая трубка имеет только два рабочих состояния: включено и выключено. В это время в выходном напряжении будет сигнал переменного тока, соответствующий рабочей частоте, и этот гармонический сигнал будет продолжать существовать в выходном напряжении. Когда ток протекает через нелинейную нагрузку: такую как емкостная или индуктивная нагрузка, если приложенное напряжение не показывает линейной зависимости, будет формироваться несинусоидальный ток, тем самым генерируя гармоники.
Подавление гармоник в энергосистеме заключается в контроле гармоник в пределах предельного значения путем уменьшения или устранения гармонического тока, подаваемого в систему. Например, если частота импульсов управляющего сигнала переключателя установлена на 100 кГц, можно увидеть, что: существуют энергии как 3-й гармоники, так и 5-й гармоники нечетной составляющей выходной основной волны. Кроме того, на переднем и заднем фронтах скорость изменения напряжения импульсного сигнала очень высока, и скорость изменения тока также очень высока; при этом будет генерироваться высокочастотная составляющая, отличная от частоты управляющего импульса. Можно видеть, что для управления частотной составляющей импульсного источника питания импульс управления переключением следует разумно выбирать в соответствии с потребностями конструкции при проектировании импульсного источника питания. Кроме того, скорость управляющего импульса также должна быть снижена.
03 Опасность гармонического тока
В последние годы постоянно происходили различные неисправности и несчастные случаи, вызванные гармониками, и серьезность гармонического вреда привлекала большое внимание людей. Вредность гармоник, возникающих при переключении источников питания на сети общего пользования и другие системы, в целом имеет следующие аспекты:
04 Метод подавления гармонического тока импульсного источника питания с использованием фильтра электромагнитных помех
Технология фильтрации электромагнитных помех может эффективно подавлять пиковые помехи, а также эффективно отфильтровывать помехи проводимости и помехи излучения. На рис. 4 показан фильтр электромагнитных помех, состоящий из конденсаторов и катушек индуктивности; он подключен к входному концу импульсного источника питания, а высокочастотные обходные конденсаторы - С1 и С5. Помехи дифференциального режима отфильтровываются; L1, C3, C4 и L2, C3, C4 отфильтровывают синфазные помехи в цепи; фактические испытания показывают, что при разумном выборе параметров компонентов фильтр электромагнитных помех может обеспечить лучший эффект подавления гармоник импульсного источника питания.
Использование схем пассивной коррекции коэффициента мощности
Схема фильтра электромагнитных помех, представленная в предыдущем разделе, подавляет гармоники. Хотя он может эффективно подавлять помехи проводимости и излучения, он беспомощен против искажения формы сигнала входного тока. Поэтому, чтобы значительно снизить содержание гармоник в токе, необходимо проанализировать схему фильтра конденсатора мостового выпрямителя, выяснить его входные характеристики и внести необходимые улучшения.
Одна из схем пассивной коррекции коэффициента мощности, в ее состав входят конденсаторы и диоды; когда схема стабильна, гармоники входного тока будут эффективно улучшены из-за увеличенного времени проводимости диодов выпрямителя.
Используйте схему активной коррекции коэффициента мощности
В отличие от схемы пассивной коррекции коэффициента мощности, стратегия широтно-импульсной модуляции используется в схеме активной коррекции коэффициента мощности, и ее эффект управления, очевидно, лучше, чем у схемы пассивной коррекции коэффициента мощности. Его входной ток может быть скорректирован до синусоидальной волны, содержание гармоник находится в пределах 10 процентов, а коэффициент мощности также может быть скорректирован так, чтобы он был близок к 1.
Упрощенная схема активной коррекции коэффициента мощности использует двухконтурное управление; при этом внешний контур регулирует выходное напряжение, а внутренний контур регулирует ток дросселя; принятие подходящей стратегии управления может гарантировать, что пиковый ток катушки индуктивности отслеживает изменение верхнего значения VDC. Таким образом достигается средний ток синусоидальной формы.
В другой активной схеме коррекции коэффициента мощности используется интегральная схема BOOST boost PFC, и анализируется ее принцип работы: при подключении переменного тока промышленной частоты входное напряжение заряжает C1 через схему мостового выпрямителя, а при включении конденсатора при изменении напряжения на цепи поднимается до определенного значения, основная управляющая ИС схемы PFC будет запущена, и соответствующий импульс ШИМ будет подан с вывода GATE IC, а затем импульс будет управлять лампой МОП Q1, чтобы заставить ее работать в состояние переключателя; через резистор выборки R3 и R4 значение выборки отправляется на компаратор контура напряжения IC; в то же время, когда напряжение отправляется на компаратор обнаружения тока IC, сигнал ошибки может быть получен через внутренний сумматор, который регулирует импульсный выход ШИМ, чтобы контролировать ток на L1, чтобы форма входного тока соответствовала входу. напряжения так, чтобы коэффициент мощности был близок к 1.
