Šteta harmonijske struje prekidačkog napajanja
U napajanju su instalirane preklopne cijevi velike snage, koje će stvarati harmonike kada djeluju na visokim frekvencijama, uzrokujući elektromagnetne smetnje okolnoj opremi i utječući na kvalitet električne energije u mreži. Zbog toga je vrlo potrebno potisnuti harmonike koji nastaju kod prekidača napajanja.
Trenutne metode suzbijanja mogu se podijeliti na aktivno filtriranje i pasivno filtriranje. Među njima, učinak filtriranja prvog je bolji, ali njegova tehnologija je relativno složena i teško ga je dizajnirati u praktičnim primjenama; Metoda pasivnog filtriranja ovog posljednjeg također može potisnuti harmonike, a može postići i efekat kompenzacije jalove snage, ali je njegov kontrolni učinak daleko manji od aktivnog filtriranja.
Uz dugogodišnje iskustvo u industriji napajanja, Jinshengyang je razvio visoko pouzdano PFC integrirano kolo za visokofrekventne harmonike generirane prekidačkim izvorima napajanja. Kroz simulacijske testne eksperimente i povratne informacije o korištenju na terenu, performanse faktora snage napajanja su kontinuirano optimizirane i poboljšane. Proizvodi aktivnog PFC prekidačkog napajanja sa mogućnošću suzbijanja super harmonika, kao što su: LMF serija, LIF serija, LOF serija, itd., faktor snage proizvoda može doseći do 0.99, što može efikasno potisnuti elektromagnetne smetnje uzrokovane visokofrekventnim harmonicima na okolnu opremu, poboljšavaju stopu iskorištenja energije električne mreže;
02 Analiza harmonijskog mehanizma sklopnog napajanja
U sklopnom krugu sklopnog napajanja, sklopna cijev ima samo dva radna stanja: uključeno i isključeno. U ovom trenutku, postojat će AC signal koji odgovara radnoj frekvenciji u izlaznom naponu, a ovaj harmonični signal će nastaviti postojati u izlaznom naponu. Kada struja teče kroz nelinearno opterećenje: kao što je kapacitivno ili induktivno opterećenje, ako primijenjeni napon ne pokazuje linearnu vezu, formirat će se nesinusoidna struja, čime će se generirati harmonici.
Potiskivanje harmonika u elektroenergetskom sistemu je kontrola harmonika unutar granične vrijednosti smanjenjem ili eliminacijom harmoničke struje ubrizgane u sistem. Na primjer, ako je frekvencija impulsa kontrolnog signala prekidača postavljena na 100 kHz, može se vidjeti da: I 3. harmonik i 5. harmonik energije neparne komponente izlaznog osnovnog vala postoje. Osim toga, na rastućoj i padajućoj ivici, brzina promjene napona impulsnog signala je vrlo brza, a brzina promjene struje je također vrlo brza; u ovom procesu će se generirati komponenta visoke frekvencije koja se razlikuje od frekvencije kontrolnog impulsa. Može se vidjeti da za kontrolu frekventne komponente prekidačkog napajanja treba razumno odabrati prekidački upravljački impuls u skladu sa projektnim potrebama prilikom projektovanja rasklopnog napajanja. Osim toga, treba smanjiti i brzinu kontrolnog impulsa.
03 Opasnosti od harmonične struje
Posljednjih godina kontinuirano se dešavaju različiti kvarovi i nezgode uzrokovane harmonicima, a ozbiljnost harmonika izaziva veliku pažnju ljudi. Šteta od harmonika nastalih prebacivanjem napajanja u javne električne mreže i druge sisteme općenito ima sljedeće aspekte:
04 Metoda potiskivanja harmonične struje za prebacivanje napajanja pomoću EMI filtera
Tehnologija EMI filtriranja može efikasno potisnuti šikove smetnji i može efikasno filtrirati smetnje provodljivosti i smetnje zračenja. Slika 4 prikazuje EMI filter koji se sastoji od kondenzatora i induktora; spojen je na ulazni kraj prekidačkog napajanja, a visokofrekventni bypass kondenzatori su C1 i C5. Interferencija diferencijalnog načina rada se filtrira; L1, C3, C4 i L2, C3, C4 filtriraju smetnje zajedničkog moda u kolu; stvarni testovi pokazuju da kada su parametri komponenti odabrani razumno, EMI filter može postići bolji efekat supresije harmonika prekidačkog napajanja.
Korištenje pasivnih kola za korekciju faktora snage
EMI filterski krug uveden u prethodnom dijelu potiskuje harmonike. Iako može efikasno potisnuti provodljivost i interferencije zračenja, bespomoćan je protiv izobličenja talasnog oblika ulazne struje. Stoga, kako bi se u velikoj mjeri smanjio sadržaj harmonika u struji, potrebno je analizirati filtarski krug kondenzatorskog ispravljača mosta, saznati njegove ulazne karakteristike i izvršiti potrebna poboljšanja.
Jedan od krugova pasivne korekcije faktora snage, njegove komponente uključuju kondenzatore i diode; kada je kolo stabilno, harmonici ulazne struje će biti efektivno poboljšani zbog produženog vremena provođenja ispravljačkih dioda.
Koristite aktivno kolo za korekciju faktora snage
Za razliku od pasivnog kola korekcije faktora snage, strategija modulacije širine impulsa se koristi u aktivnom kolu korekcije faktora snage, a njen kontrolni efekat je očigledno bolji od pasivnog kola korekcije faktora snage. Njegova ulazna struja se može korigovati na sinusni val, sadržaj harmonika je unutar 10 posto, a faktor snage se također može korigirati tako da bude blizu 1.
Pojednostavljeno kolo za korekciju aktivnog faktora snage usvaja kontrolu sa dvostrukom petljom; pri čemu, vanjska petlja kontrolira izlazni napon, a unutrašnja petlja kontrolira struju induktora; Usvajanje odgovarajuće strategije upravljanja može osigurati da vršna struja induktora prati promjenu gornjeg VDC-a. Time se postiže prosječna struja sinusoidnog oblika.
Drugo kolo za korekciju aktivnog faktora snage koristi BOOST boost PFC integrirano kolo, a analiziran je njegov princip rada: kada je strujna frekvencija priključena na izmjeničnu struju, ulazni napon puni C1 kroz mosni ispravljački krug, a kada kondenzator kada se napon na kolu poraste na određenu vrijednost, glavni upravljački IC PFC kola će se pokrenuti, a odgovarajući PWM impuls će se dati sa GATE pina IC-a, a zatim će impuls pokretati MOS cijev Q1 kako bi ona radila u stanje prekidača; preko otpornika za uzorkovanje R3 i R4, vrijednost uzorkovanja se šalje u komparator IC naponske petlje; istovremeno, kada se napon pošalje komparatoru za detekciju IC struje, signal greške se može dobiti preko internog sabirača, koji podešava PWM impulsni izlaz, da kontroliše struju na L1 tako da talasni oblik ulazne struje prati ulaz napon tako da faktor snage bude blizu 1.
