Kuinka ratkaista kytkentävirtalähteen harmoninen
Nykyaikaisissa elektroniikkalaitteissa hakkuriteholähde on laajalti käytetty virtalähde, jolla on pieni koko ja korkea hyötysuhde. Hakkuriteholähde tuottaa kuitenkin myös yliaaltoja, jotka vaikuttavat virransyötön laatuun ja sähköverkon vakauteen jossain määrin ja jopa vahingoittavat piirejä ja laitteita. Siksi on välttämätöntä ratkaista kytkentävirtalähteen harmoninen ongelma.
Hakkuriteholähteen yliaaltojen syyt
Harmoninen aalto viittaa eräänlaiseen sähköiseen aaltomuotoon, jonka taajuus on korkeampi kuin perusaalto, ja sen lähde tulee yleensä sellaisista tekijöistä kuin epälineaarinen kuorma, ei-sinimuotoinen jännite ja sähkömagneettiset häiriöt. Hakkuriteholähteen toimintaperiaate määrää, että harmonisia on helppo tuottaa.
1. Kondensaattorin suodatinpiirin oikosulkuvaikutus
Hakkuritehosyötössä kondensaattorin suodatinpiiri vähentää pääasiassa virtalähteen lähdön sykkivää jännitettä, mutta korkealla taajuudella kondensaattori on myös oikosulku. Oikosulku saa kuitenkin harmonisen virran virtaamaan virransyöttöön, aiheuttaa värähtelyä johtimessa ja aiheuttaa melua ja lämpövaikutusta.
2. Induktanssisuodatinpiirin resonanssivaikutus
Hakkuriteholähteessä induktanssisuodatinpiiriä käytetään pääasiassa estämään teholähteen lähdön suurtaajuinen pulsaatio. Kun kuormitusvirta on hyvin pieni, induktanssi on resonanssitilassa, mikä tuottaa suurtaajuista harmonista virtaa. Syntynyt suurtaajuinen harmoninen virta resonoi teholähteen kondensaattorissa ja linjainduktanssissa ja synnyttää suurtaajuista värähtelyä virran kulkiessa.
3. Induktanssin takaisinkytkentäpiirin resonanssivaikutus
Resonanssitakaisinkytkentäpiiri on tärkeä hakkuriteholähteen suorituskykyominaisuus. Takaisinkytkentäsäädintä käytetään jatkuvasti valvomaan kuormitusta ja tehonsyöttöä teholähteen tehon säätämiseksi ajoissa ja koko piirin tehokkuuden parantamiseksi. Induktiivinen takaisinkytkentäpiiri kuitenkin vähentää teholähteen lähtöjännitettä resonanssipiirin kautta, mikä lisää harmonisen virran muodostumista.
4. Työtaajuuden vaikutus
Mitä korkeampi hakkuriteholähteen toimintataajuus on, sitä korkeammat harmoniset ovat ja sitä rikkaampi harmoninen virta. Korkeataajuinen virta synnyttää käämiin suhteellisen suuria sähkömagneettisia aaltoja, mikä johtaa myös ilmiöön, että itse sähkölaite ja sähkömagneettiset aallot ovat täynnä vuorovaikutusta ilmassa.
Hakkuriteholähteen yliaaltojen haitta
Hakkurivirtalähteen harmoninen häiriö vahingoittaa laitteistoa ja järjestelmää, ja erityinen haitta on seuraava:
1. Vahinko itse hakkurivirtalähteelle.
Hakkuriteholähteen suurella taajuudella syntyvä harmoninen lisää kytkentäputken sisäistä lämmönkulutusta ja lisää sen vaurioitumisriskiä.
2. Kuorman vahingoittuminen
Hakkuriteholähteen lähtöaallot vaikuttavat kuormaan, mikä on helppo vaurioittaa piirin komponentteja erityisesti tarkkuusinstrumenteissa ja lääketieteellisissä laitteissa.
3. Vahinko sähköverkkoon
Kun hakkuriteholähde tuottaa yliaaltoja, se leviää sähköverkon läpi ja lisää sähköverkon harmonista virtaa, mikä johtaa ongelmiin, kuten sähköverkon ylikuormitukseen, kaapeleiden lämpötilan nousuun, tehomuuntajan sydämen vaurioitumiseen ja niin edelleen, mikä vaikuttaa vakauteen.
Ratkaisuja hakkuriteholähteen harmonisiin
Hakkuriteholähteen harmonisen ongelman ratkaisemiseksi paremmin käytetään yleensä seuraavia ratkaisuja:
1. Ota käyttöön harmoninen vaimennuspiiri.
Harmonisen vaimennuspiirin käyttäminen voi rajoittaa suurtaajuisen virran syntymistä ja vähentää tehokkaasti harmonisen virran vaikutusta kytkentävirtalähteeseen.
2. Ota käyttöön uusi suodatin
Uudella suodattimella on hyvä ratkaisu hakkuriteholähteen harmoniseen ongelmaan, kuten käyttämällä ei-induktiivista topologiapiiriä, monikondensaattori-moniparametrisuodatinta ja niin edelleen.
3. Paranna hakkuriteholähteen suunnittelua.
Hakkuriteholähteen suunnittelussa meidän tulee optimoida sen elektroniset komponentit, johdotusmuodot ja komposiittimateriaalit, jotta sen sisäinen energiahävikki ja energian hajoaminen voidaan minimoida ja harmonisten syntyä vähennetään.
4. Asenna energiaa säästäviä laitteita tai lisää lähtöjännitettä.
Asentamalla energiaa säästäviä laitteita tai nostamalla hakkuriteholähteen lähtöjännitettä voidaan tehokkaasti vähentää harmonisen virran muodostumista ja vaikutusta.
