Como resolver a harmônica da comutação da fonte de alimentação
Em equipamentos eletrônicos modernos, a fonte de alimentação chaveada é uma forma de fonte de alimentação amplamente utilizada, que possui características de tamanho pequeno e alta eficiência. No entanto, a comutação da fonte de alimentação também produzirá harmônicos, o que afetará até certo ponto a qualidade da fonte de alimentação e a estabilidade da rede elétrica, e até causará danos a circuitos e dispositivos. Portanto, é imperativo resolver o problema harmônico da comutação da fonte de alimentação.
Causas de harmônicos na comutação da fonte de alimentação
Onda harmônica refere-se a um tipo de forma de onda elétrica com frequência mais alta que a onda fundamental, e sua fonte geralmente vem de fatores como carga não linear, tensão não senoidal e interferência eletromagnética. O princípio de funcionamento da comutação da fonte de alimentação determina que é fácil produzir harmônicos.
1. Efeito de curto-circuito do circuito do filtro do capacitor
Na comutação da fonte de alimentação, o circuito do filtro do capacitor reduz principalmente a tensão pulsante na saída da fonte de alimentação, mas em alta frequência, o capacitor também é um curto-circuito. No entanto, o curto-circuito fará com que a corrente harmônica flua para a fonte de alimentação, produza oscilação no condutor e cause ruído e efeito térmico.
2. Efeito de ressonância do circuito de filtro de indutância
Na fonte de alimentação chaveada, o circuito do filtro de indutância é usado principalmente para evitar a pulsação de alta frequência da saída da fonte de alimentação. Quando a corrente de carga é muito baixa, a indutância fica em estado ressonante, o que produzirá corrente harmônica de alta frequência. A corrente harmônica de alta frequência gerada ressoará no capacitor da fonte de alimentação e na indutância da linha e gerará oscilação de alta frequência quando a corrente flui.
3. Influência da ressonância do circuito de feedback de indutância
O circuito de feedback ressonante é uma importante característica de desempenho da fonte de alimentação chaveada. O controlador de feedback é usado para monitorar continuamente a carga e a fonte de alimentação, de modo a ajustar a saída da fonte de alimentação a tempo e melhorar a eficiência de todo o circuito. Porém, o circuito de feedback indutivo reduzirá a tensão de saída da fonte de alimentação através do circuito ressonante, o que aumentará a geração de corrente harmônica.
4. A influência da frequência de trabalho
Quanto maior a frequência de trabalho da fonte de alimentação chaveada, maiores serão os harmônicos e mais rica será a corrente harmônica. A corrente de alta frequência gerará ondas eletromagnéticas relativamente grandes na bobina, o que também levará ao fenômeno de que o próprio aparelho elétrico e as ondas eletromagnéticas estão cheios de interação no ar.
Danos da comutação de harmônicos da fonte de alimentação
A harmônica da comutação da fonte de alimentação causará danos ao equipamento e ao sistema, e os danos específicos são os seguintes:
1. Danos à própria fonte de alimentação chaveada.
A harmônica gerada pela comutação da fonte de alimentação em alta frequência aumentará o consumo de calor interno do tubo de comutação e aumentará o risco de danos.
2. Danos à carga
Os harmônicos de saída da fonte de alimentação comutada afetarão a carga, o que é fácil de danificar os componentes do circuito, especialmente para instrumentos de precisão e equipamentos médicos.
3. Danos à rede elétrica
Depois que a fonte de alimentação chaveada emite harmônicos, ela se espalhará pela rede elétrica e aumentará a corrente harmônica da rede elétrica, o que levará a problemas como sobrecarga da rede elétrica, aumento de temperatura dos cabos, danos ao núcleo do transformador de potência e assim por diante, afetando assim a estabilidade.
Soluções para harmônicos de comutação de fonte de alimentação
Para melhor resolver o problema harmônico da comutação da fonte de alimentação, normalmente são adotadas as seguintes soluções:
1. Adote circuito de supressão de harmônicos.
O uso do circuito de supressão de harmônicos pode limitar a geração de corrente de alta frequência e reduzir efetivamente a influência da corrente harmônica na comutação da fonte de alimentação.
2. Adote um novo filtro
O novo filtro tem uma boa solução para o problema harmônico de comutação da fonte de alimentação, como o uso de circuito de topologia não indutivo, filtro multicapacitor-multiparâmetro e assim por diante.
3. Melhore o design da fonte de alimentação comutada.
No projeto de fontes chaveadas, devemos otimizar seus componentes eletrônicos, formas de fiação e materiais compósitos, de modo a minimizar sua perda interna de energia e degradação de energia e reduzir a geração de harmônicos.
4. Instale aparelhos economizadores de energia ou aumente a tensão de saída.
Ao instalar aparelhos economizadores de energia ou aumentar a tensão de saída da fonte de alimentação chaveada, a geração e a influência da corrente harmônica podem ser efetivamente reduzidas.
