Prejudiciul curentului armonic al sursei de alimentare cu comutare
Există tuburi de comutare de mare putere instalate în sursa de alimentare și vor genera armonici atunci când acționează la frecvențe înalte, cauzând interferențe electromagnetice echipamentelor din jur și afectând calitatea rețelei. Prin urmare, este foarte necesar să se suprima armonicile generate de sursa de alimentare în comutație.
Metodele de suprimare curentă pot fi împărțite în filtrare activă și filtrare pasivă. Printre acestea, efectul de filtrare al primului este mai bun, dar tehnologia sa este relativ complicată și este dificil de proiectat în aplicații practice; metoda de filtrare pasivă a acestuia din urmă poate, de asemenea, suprima armonicile și poate obține, de asemenea, efectul de compensare a puterii reactive, dar efectul său de control este mult mai mic decât cel al filtrării active.
Cu ani de experiență în industria de alimentare cu energie, Jinshengyang a dezvoltat un circuit integrat PFC extrem de fiabil pentru armonicile de înaltă frecvență generate de comutarea surselor de alimentare. Prin experimente de testare de simulare și feedback privind utilizarea pe teren, performanța factorului de putere a sursei de alimentare a fost optimizată și îmbunătățită continuu. Produse de alimentare cu comutație PFC active cu capacitate de suprimare super-armonică, cum ar fi: seria LMF, seria LIF, seria LOF etc., factorul de putere al produsului poate ajunge până la 0.99, ceea ce poate suprima eficient interferențe electromagnetice cauzate de armonici de înaltă frecvență la echipamentele din jur, îmbunătățesc rata de utilizare a energiei rețelei electrice;
02 Analiza mecanismului armonic de comutare a sursei de alimentare
În circuitul de comutare al sursei de comutare, tubul de comutare are doar două stări de lucru: pornit și oprit. În acest moment, va exista un semnal AC corespunzător frecvenței de funcționare în tensiunea de ieșire, iar acest semnal armonic va continua să existe în tensiunea de ieșire. Când curentul trece printr-o sarcină neliniară: cum ar fi o sarcină capacitivă sau inductivă, dacă tensiunea aplicată nu prezintă o relație liniară, se va forma un curent nesinusoidal, generând astfel armonici.
Suprimarea armonicilor din sistemul de alimentare este de a controla armonicile în limita valorii prin reducerea sau eliminarea curentului armonic injectat în sistem. De exemplu, dacă frecvența pulsului semnalului de control al comutatorului este setată la 100 kHz, se poate observa că: Există atât energia armonică a 3-a, cât și energia armonică a 5-a a componentei impare a undei fundamentale de ieșire. În plus, la marginea ascendentă și la marginea descendentă, rata de schimbare a tensiunii a semnalului de impuls este foarte rapidă, iar rata de schimbare a curentului este, de asemenea, foarte rapidă; în acest proces, va fi generată o componentă de înaltă frecvență diferită de frecvența pulsului de control. Se poate observa că, pentru a controla componenta de frecvență a sursei de alimentare cu comutație, impulsul de control al comutației ar trebui să fie selectat în mod rezonabil în funcție de nevoile de proiectare la proiectarea sursei de alimentare cu comutație. În plus, rata pulsului de control ar trebui, de asemenea, redusă.
03 Pericole ale curentului armonic
În ultimii ani, diverse defecte și accidente cauzate de armonici au apărut continuu, iar gravitatea daunelor armonice a stârnit atenția oamenilor. Prejudiciul armonicilor generate de comutarea surselor de alimentare la rețelele publice de energie și la alte sisteme are, în general, următoarele aspecte:
04 Metoda de suprimare a curentului armonic de comutare a sursei de alimentare folosind filtrul EMI
Tehnologia de filtrare EMI poate suprima în mod eficient interferențele de vârf și poate filtra în mod eficient interferențele de conducție și interferențele radiațiilor. Figura 4 prezintă un filtru EMI, care este compus din condensatori și inductori; este conectat la capătul de intrare al sursei de alimentare cu comutație, iar condensatorii de bypass de înaltă frecvență sunt C1 și C5. Interferența în modul diferențial este filtrată; L1, C3, C4 și L2, C3, C4 filtrează interferența în modul comun din circuit; testele reale arată că, atunci când parametrii componentelor sunt selectați în mod rezonabil, filtrul EMI poate obține un efect mai bun de suprimare a armonică a comutării sursei de alimentare.
Utilizarea circuitelor pasive de corecție a factorului de putere
Circuitul de filtru EMI introdus în secțiunea anterioară suprimă armonicile. Deși poate suprima în mod eficient interferența de conducție și radiație, este neajutorat împotriva distorsiunii formei de undă a curentului de intrare. Prin urmare, pentru a reduce foarte mult conținutul de armonici în curent, este necesar să se analizeze circuitul de filtru al condensatorului redresorului în punte, să se afle caracteristicile de intrare și să se facă îmbunătățirile necesare.
Unul dintre circuitele pasive de corecție a factorului de putere, componentele sale includ condensatori și diode; când circuitul este stabil, armonicile curentului de intrare vor fi îmbunătățite efectiv datorită timpului de conducere extins al diodelor redresoare.
Utilizați circuitul de corecție a factorului de putere activ
Diferit de circuitul de corecție a factorului de putere pasiv, strategia de modulare a lățimii impulsului este utilizată în circuitul de corecție a factorului de putere activ, iar efectul său de control este evident mai bun decât cel al circuitului de corecție a factorului de putere pasiv. Curentul său de intrare poate fi corectat la o undă sinusoidală, conținutul de armonici este de 10%, iar factorul de putere poate fi, de asemenea, corectat pentru a fi aproape de 1.
Un circuit simplificat pentru corectarea factorului de putere activă adoptă control cu dublă buclă; în care, bucla exterioară controlează tensiunea de ieşire, iar bucla interioară controlează curentul inductor; adoptarea unei strategii de control adecvată poate asigura că curentul de vârf al inductorului urmărește schimbarea VDC superior. Se obține astfel un curent mediu cu o formă sinusoidală.
Un alt circuit activ de corecție a factorului de putere folosește un circuit integrat BOOST boost PFC, iar principiul său de funcționare este analizat: atunci când frecvența de alimentare AC este conectată, tensiunea de intrare încarcă C1 prin circuitul redresor în punte și când condensatorul când tensiunea pe circuit crește la o anumită valoare, IC-ul de control principal al circuitului PFC va fi pornit, iar pulsul PWM corespunzător va fi dat de la pinul GATE al IC, iar apoi pulsul va conduce tubul MOS Q1 pentru a-l face să funcționeze în comutare stare; prin rezistorul de eșantionare R3 și R4, valoarea de eșantionare este trimisă la comparatorul buclei de tensiune IC; în același timp, când tensiunea este trimisă la comparatorul de detectare a curentului IC, un semnal de eroare poate fi obținut prin sumatorul intern, care ajustează ieșirea impulsului PWM, pentru a controla curentul pe L1, astfel încât forma de undă a curentului de intrare să urmeze intrarea tensiune astfel încât factorul de putere să fie aproape de 1.
