Шкода гармонійного струму імпульсного джерела живлення
У блоці живлення встановлено потужні комутаційні лампи, які генеруватимуть гармоніки, коли діють на високих частотах, створюючи електромагнітні перешкоди навколишньому обладнанню та впливаючи на якість електроенергії в мережі. Тому дуже необхідно придушувати гармоніки, які генеруються імпульсним джерелом живлення.
Сучасні методи придушення можна розділити на активну фільтрацію та пасивну фільтрацію. Серед них ефект фільтрації першого кращий, але його технологія відносно складна, і її важко розробити в практичних застосуваннях; пасивний метод фільтрації останнього також може пригнічувати гармоніки, а також може досягти ефекту компенсації реактивної потужності, але його контрольний ефект набагато менший, ніж ефект активної фільтрації.
Маючи багаторічний досвід роботи в галузі джерел живлення, Jinshengyang розробив високонадійну інтегральну схему PFC для високочастотних гармонік, що генеруються імпульсними джерелами живлення. Завдяки тестовим моделюванням і відгукам про польове використання коефіцієнт потужності джерела живлення постійно оптимізувався та покращувався. Продукти з активним імпульсним джерелом живлення PFC із можливістю придушення супер гармонік, наприклад: серії LMF, серії LIF, серії LOF тощо, коефіцієнт потужності виробу може досягати 0.99, що може ефективно придушувати електромагнітні перешкоди, викликані високочастотними гармоніками для навколишнього обладнання, покращують коефіцієнт використання електроенергії в електромережі;
02 Аналіз гармонійного механізму імпульсного джерела живлення
У схемі комутації імпульсного джерела живлення комутаційна трубка має лише два робочих стани: увімкнено та вимкнено. У цей час у вихідній напрузі буде сигнал змінного струму, відповідний робочій частоті, і цей гармонічний сигнал продовжуватиме існувати у вихідній напрузі. Коли струм протікає через нелінійне навантаження: таке як ємнісне або індуктивне навантаження, Якщо прикладена напруга не має лінійної залежності, утворюється несинусоїдальний струм, що генерує гармоніки.
Придушення гармонік в енергосистемі полягає в контролі гармонік у межах граничного значення шляхом зменшення або усунення гармонійного струму, що вводиться в систему. Наприклад, якщо частота імпульсів керуючого сигналу перемикача встановлена на 100 кГц, можна побачити, що: Існують як 3-я гармоніка, так і 5-та гармоніка енергії непарної складової вихідної основної хвилі. Крім того, на наростаючому фронті та спадному фронті швидкість зміни напруги імпульсного сигналу є дуже швидкою, а швидкість зміни струму також дуже швидка; у цьому процесі буде генеруватися високочастотний компонент, відмінний від частоти керуючого імпульсу. Можна побачити, що для того, щоб контролювати частотну складову імпульсного джерела живлення, імпульс керування перемиканням слід розумно вибирати відповідно до проектних потреб при проектуванні імпульсного джерела живлення. Крім того, слід також зменшити частоту контрольного імпульсу.
03 Небезпека гармонійного струму
В останні роки різні несправності та аварії, спричинені гармоніками, відбувалися безперервно, і серйозність гармонічної шкоди викликала підвищену увагу людей. Шкода від гармонік, що утворюються в результаті комутації електромереж загального користування та інших систем, зазвичай має такі аспекти:
04 Метод придушення гармонійного струму імпульсного джерела живлення за допомогою фільтра EMI
Технологія фільтрації EMI може ефективно пригнічувати імпульсні перешкоди, а також може ефективно фільтрувати перешкоди провідності та перешкоди випромінювання. На малюнку 4 показано фільтр електромагнітних перешкод, який складається з конденсаторів і котушок індуктивності; він підключений до вхідного кінця імпульсного джерела живлення, а високочастотні байпасні конденсатори C1 і C5. Перешкоди диференціального режиму відфільтровані; L1, C3, C4 і L2, C3, C4 фільтрують синфазні перешкоди в ланцюзі; Фактичні випробування показують, що коли параметри компонентів вибрано розумно, фільтр EMI може досягти кращого ефекту придушення гармонік імпульсного джерела живлення.
Використання схем корекції пасивного коефіцієнта потужності
Схема фільтра EMI, представлена в попередньому розділі, пригнічує гармоніки. Хоча він може ефективно пригнічувати провідність і радіаційні перешкоди, він безпорадний проти спотворення форми сигналу вхідного струму. Тому, щоб значно зменшити вміст гармонік у струмі, необхідно проаналізувати схему фільтра конденсатора мостового випрямляча, з’ясувати його вхідні характеристики та внести необхідні вдосконалення.
Одна зі схем пасивної корекції коефіцієнта потужності, її компоненти включають конденсатори та діоди; коли схема стабільна, гармоніки вхідного струму будуть ефективно покращені завдяки збільшеному часу провідності діодів випрямляча.
Використовуйте схему активної корекції коефіцієнта потужності
На відміну від схеми пасивної корекції коефіцієнта потужності, стратегія широтно-імпульсної модуляції використовується в схемі активної корекції коефіцієнта потужності, і її керуючий ефект, очевидно, кращий, ніж у схеми пасивної корекції коефіцієнта потужності. Його вхідний струм можна відкоригувати до синусоїди, вміст гармоній знаходиться в межах 10 відсотків, а коефіцієнт потужності також можна відкоригувати, щоб він був близький до 1.
Спрощена схема для активної корекції коефіцієнта потужності використовує подвійний контур керування; де зовнішній контур контролює вихідну напругу, а внутрішній контур контролює струм індуктора; Прийняття відповідної стратегії керування може гарантувати, що піковий струм індуктора відстежує зміну верхнього VDC, таким чином досягається середній струм із синусоїдальною формою.
Інша схема активної корекції коефіцієнта потужності використовує інтегральну схему BOOST Boost PFC, і її принцип роботи аналізується: коли підключено змінний струм мережевої частоти, вхідна напруга заряджає C1 через схему мостового випрямляча, а коли конденсатор Коли напруга в схемі підніметься до певного значення, буде запущено основну керуючу мікросхему схеми PFC, і відповідний імпульс ШІМ буде подано з виводу GATE мікросхеми, а потім імпульс керуватиме трубкою MOS Q1, щоб вона працювала в стан перемикача; через резистори вибірки R3 і R4 значення вибірки надсилається на компаратор петлі напруги IC; в той же час, коли напруга надсилається на компаратор визначення струму IC, сигнал помилки може бути отриманий через внутрішній суматор, який регулює вихідний імпульс ШІМ, щоб контролювати струм на L1 так, щоб форма вхідного струму відповідала входу напруги так, щоб коефіцієнт потужності був близький до 1.
