As causas da geração harmônica em fontes chaveadas
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 de fontes de alimentação também pode gerar harmónicas, que, em certa medida, afectam a qualidade da fonte de alimentação e a estabilidade da rede eléctrica, e até representam uma ameaça para circuitos e dispositivos. Portanto, é imperativo resolver o problema harmônico da comutação da fonte de alimentação.
Harmônicos referem-se a uma forma de onda elétrica com frequência mais alta que a onda fundamental, normalmente originada de fatores como cargas não lineares, tensão não senoidal e interferência eletromagnética. O princípio de funcionamento de uma fonte chaveada determina sua suscetibilidade à geração de harmônicos.
1. Efeito de curto-circuito do circuito de filtragem do capacitor
Na comutação de fontes de alimentação, o circuito de filtragem do capacitor desempenha principalmente um papel na redução da tensão pulsante na saída de energia, mas sob condições de alta frequência, os capacitores também são um tipo de curto-circuito. Curtos-circuitos podem fazer com que correntes harmônicas fluam para a fonte de alimentação, causando oscilações no condutor e causando ruídos e efeitos térmicos.
2. Efeito de ressonância do circuito de filtragem de indutância
Na comutação de fontes de alimentação, o circuito de filtragem de indutância é usado principalmente para evitar flutuações de alta frequência na saída da fonte de alimentação. Quando a corrente de carga é muito baixa, a indutância fica em estado ressonante, o que gerará correntes harmônicas de alta frequência. A corrente harmônica de alta frequência gerada causará ressonância no capacitor de potência e na indutância da linha, causando oscilação de alta frequência quando a corrente flui.
3. Efeito de ressonância do circuito de feedback de indutância
O circuito de feedback ressonante é uma importante característica de desempenho da fonte de alimentação chaveada, que monitora continuamente as condições de carga e fonte de alimentação por meio de um controlador de feedback, a fim de ajustar a saída de energia em tempo hábil e melhorar a eficiência de todo o circuito. Porém, o circuito de realimentação de indutância reduz a tensão de saída da fonte de alimentação através de um circuito ressonante, aumentando a geração de correntes harmônicas.
4. O impacto da frequência de trabalho
Quanto maior a frequência de operação de uma fonte de alimentação chaveada, maiores serão os harmônicos e mais abundantes serão as correntes harmônicas geradas. E a corrente de alta frequência gerará ondas eletromagnéticas relativamente grandes na bobina, o que também levará ao fenômeno de influência mútua entre o próprio aparelho elétrico e as ondas eletromagnéticas cheias de ar.
