Kaip išspręsti perjungiamojo maitinimo harmoniką
Šiuolaikinėje elektroninėje įrangoje perjungimo maitinimo šaltinis yra plačiai naudojama maitinimo forma, kuri pasižymi mažo dydžio ir didelio efektyvumo savybėmis. Tačiau perjungus maitinimo šaltinį taip pat atsiras harmonikų, kurios tam tikru mastu paveiks maitinimo kokybę ir elektros tinklo stabilumą, netgi pakenks grandinėms ir įrenginiams. Todėl būtina išspręsti perjungimo maitinimo harmonikų problemą.
Harmonikų priežastys perjungimo maitinimo šaltinyje
Harmoninė banga reiškia elektrinę bangos formą, kurios dažnis yra didesnis nei pagrindinė banga, o jos šaltinis paprastai atsiranda dėl tokių veiksnių kaip netiesinė apkrova, ne sinusinė įtampa ir elektromagnetiniai trukdžiai. Maitinimo perjungimo veikimo principas lemia, kad harmonikus sukurti nesunku.
1. Kondensatoriaus filtro grandinės trumpojo jungimo efektas
Perjungiant maitinimą, kondensatoriaus filtro grandinė daugiausia sumažina maitinimo šaltinio išėjimo pulsuojančią įtampą, tačiau esant aukštam dažniui, kondensatorius taip pat yra trumpasis jungimas. Tačiau trumpasis jungimas privers harmoninę srovę tekėti į maitinimo šaltinį, sukelti laidininko virpesius ir sukelti triukšmą bei šiluminį efektą.
2. Induktyvumo filtro grandinės rezonansinis efektas
Perjungimo maitinimo šaltinyje induktyvumo filtro grandinė daugiausia naudojama siekiant išvengti maitinimo šaltinio išėjimo aukšto dažnio pulsavimo. Kai apkrovos srovė yra labai maža, induktyvumas yra rezonansinėje būsenoje, todėl susidarys aukšto dažnio harmoninė srovė. Sukurta aukšto dažnio harmoninė srovė rezonuos maitinimo šaltinio kondensatoriuje ir linijos induktyvumu, o tekant srovei generuos aukšto dažnio virpesius.
3. Induktyvumo grįžtamojo ryšio grandinės rezonansinė įtaka
Rezonansinio grįžtamojo ryšio grandinė yra svarbi perjungimo maitinimo charakteristika. Grįžtamojo ryšio valdiklis naudojamas nuolat stebėti apkrovą ir maitinimo šaltinį, kad būtų galima laiku reguliuoti maitinimo šaltinio išvestį ir pagerinti visos grandinės efektyvumą. Tačiau indukcinio grįžtamojo ryšio grandinė sumažins maitinimo šaltinio išėjimo įtampą per rezonansinę grandinę, o tai padidins harmoninės srovės generavimą.
4. Darbo dažnio įtaka
Kuo didesnis perjungimo maitinimo šaltinio darbinis dažnis, tuo didesnės harmonikos ir turtingesnė harmoninė srovė. Aukšto dažnio srovė sukels santykinai dideles elektromagnetines bangas ant ritės, o tai taip pat sukels reiškinį, kad pats elektros prietaisas ir elektromagnetinės bangos yra kupini sąveikos ore.
Perjungiamojo maitinimo harmonikų žala
Perjungiamojo maitinimo harmonija pakenks įrangai ir sistemai, o specifinė žala yra tokia:
1. Žala pačiam perjungimo maitinimo šaltiniui.
Aukšto dažnio perjungimo maitinimo šaltinio sukuriama harmonika padidins perjungimo vamzdžio vidinį šilumos suvartojimą ir padidins jo sugadinimo riziką.
2. Krovinio pažeidimas
Perjungiamojo maitinimo išvesties harmonikos paveiks apkrovą, todėl grandinės komponentus lengva sugadinti, ypač tiksliųjų instrumentų ir medicinos įrangos atveju.
3. Žala elektros tinklui
Po to, kai perjungiamas maitinimo šaltinis išveda harmonikus, jis pasklis per elektros tinklą ir padidins elektros tinklo harmoninę srovę, o tai sukels tokias problemas kaip elektros tinklo perkrova, kabelių temperatūros kilimas, galios transformatoriaus šerdies pažeidimas ir taip toliau, taip paveikdamas stabilumą.
Perjungiamojo maitinimo harmonikų sprendimai
Norint geriau išspręsti perjungimo maitinimo harmonikų problemą, paprastai priimami šie sprendimai:
1. Priimkite harmonikų slopinimo grandinę.
Harmoninių slopinimo grandinės naudojimas gali apriboti aukšto dažnio srovės generavimą ir veiksmingai sumažinti harmoninės srovės įtaką perjungimo maitinimo šaltiniui.
2. Įdėkite naują filtrą
Naujasis filtras puikiai išsprendžia perjungimo maitinimo šaltinio harmoninę problemą, pvz., naudojant neindukcinę topologijos grandinę, kelių kondensatorių ir kelių parametrų filtrą ir pan.
3. Tobulinti perjungimo maitinimo projektavimą.
Kurdami perjungimo maitinimo šaltinį, turėtume optimizuoti jo elektroninius komponentus, laidų formas ir kompozicines medžiagas, kad būtų sumažintas vidinis energijos nuostolis ir energijos degradacija bei harmonikų susidarymas.
4. Sumontuokite energiją taupančius prietaisus arba padidinkite išėjimo įtampą.
Įrengus energiją taupančius prietaisus arba padidinus perjungiamojo maitinimo išėjimo įtampą, galima efektyviai sumažinti harmoninės srovės susidarymą ir įtaką.
