Kako riješiti harmoniju sklopnog napajanja
U savremenoj elektronskoj opremi, prekidačko napajanje je široko rasprostranjen oblik napajanja, koji ima karakteristike male veličine i visoke efikasnosti. Međutim, preklopno napajanje će također proizvoditi harmonike, koji će u određenoj mjeri utjecati na kvalitetu napajanja i stabilnost električne mreže, pa čak i oštetiti strujna kola i uređaje. Stoga je imperativ riješiti harmonijski problem prekidačkog napajanja.
Uzroci harmonika u rasklopnom napajanju
Harmonični talas se odnosi na vrstu električnog talasnog oblika sa višom frekvencijom od osnovnog talasa, a njegov izvor generalno dolazi od faktora kao što su nelinearno opterećenje, nesinusoidni napon i elektromagnetne smetnje. Princip rada prekidačkog napajanja određuje da je lako proizvesti harmonike.
1. Učinak kratkog spoja u krugu filtera kondenzatora
U prekidačkom napajanju, krug filtera kondenzatora uglavnom smanjuje pulsirajući napon na izlazu napajanja, ali na visokoj frekvenciji kondenzator je također kratak spoj. Međutim, kratki spoj će dovesti do protoka harmonijske struje u napajanje, proizvesti oscilacije u vodiču i uzrokovati buku i toplinski efekt.
2. Rezonantni efekat kruga induktivnog filtera
U prekidačkom napajanju, krug induktivnog filtera se uglavnom koristi za sprječavanje visokofrekventne pulsacije izlaza napajanja. Kada je struja opterećenja vrlo niska, induktivnost je u rezonantnom stanju, što će proizvesti visokofrekventnu harmonsku struju. Generirana visokofrekventna harmonijska struja će rezonirati u kondenzatoru napajanja i induktivnosti linije, i generirati visokofrekventne oscilacije kada struja teče.
3. Rezonantni utjecaj induktivnog povratnog kola
Rezonantno kolo povratne sprege je važna karakteristika performansi prekidačkog napajanja. Regulator povratne sprege se koristi za kontinuirano praćenje opterećenja i napajanja, kako bi se na vrijeme prilagodio izlaz napajanja i poboljšala efikasnost cijelog kola. Međutim, induktivno kolo s povratnom spregom će smanjiti izlazni napon napajanja kroz rezonantni krug, što će povećati generiranje harmonijske struje.
4. Uticaj radne frekvencije
Što je veća radna frekvencija prekidačkog napajanja, to su veći harmonici i bogatija harmonička struja. Struja visoke frekvencije će generisati relativno velike elektromagnetne talase na zavojnici, što će takođe dovesti do pojave da sam električni aparat i elektromagnetski talasi budu puni interakcije u vazduhu.
Šteta harmonika sklopnog napajanja
Harmonik prekidačkog napajanja će štetiti opremi i sistemu, a specifična šteta je sljedeća:
1. Oštećivanje samog sklopnog napajanja.
Harmonik koji nastaje uklopnim napajanjem na visokoj frekvenciji će povećati unutrašnju potrošnju topline prekidačke cijevi i povećati rizik od njenog oštećenja.
2. Šteta za opterećenje
Izlazni harmonici prekidačkog napajanja će uticati na opterećenje, koje lako može oštetiti komponente u kolu, posebno za precizne instrumente i medicinsku opremu.
3. Šteta za električnu mrežu
Nakon što sklopno napajanje ispusti harmonike, ono će se širiti kroz elektroenergetsku mrežu i povećavati harmonsku struju električne mreže, što će dovesti do problema kao što su preopterećenje električne mreže, porast temperature kablova, oštećenje jezgre energetskog transformatora i tako dalje, što utiče na stabilnost.
Rješenja za harmonike prekidačkog napajanja
U cilju boljeg rješavanja harmonijskog problema sklopnog napajanja obično se usvajaju sljedeća rješenja:
1. Usvojiti krug za suzbijanje harmonika.
Korištenje kola za suzbijanje harmonika može ograničiti stvaranje struje visoke frekvencije i efikasno smanjiti utjecaj harmonijske struje na prekidačko napajanje.
2. Usvojite novi filter
Novi filter ima dobro rješenje za harmonijski problem prekidačkog napajanja, kao što je korištenje neinduktivnog topološkog kola, multi-kondenzator-multiparametarski filter i tako dalje.
3. Poboljšati dizajn prekidačkog napajanja.
U projektovanju prekidačkog napajanja, trebalo bi da optimizujemo njegove elektronske komponente, oblike ožičenja i kompozitne materijale, kako bismo minimizirali njegov unutrašnji gubitak energije i degradaciju energije i smanjili stvaranje harmonika.
4. Instalirajte uređaje koji štede energiju ili povećajte izlazni napon.
Ugradnjom uređaja za uštedu energije ili povećanjem izlaznog napona prekidačkog napajanja, stvaranje i uticaj harmonske struje može se efikasno smanjiti.
