El daño de la corriente armónica de la fuente de alimentación conmutada
Hay tubos de conmutación de alta potencia instalados en la fuente de alimentación, y generarán armónicos cuando actúen a altas frecuencias, causando interferencia electromagnética a los equipos circundantes y afectando la calidad de la energía de la red. Por lo tanto, es muy necesario suprimir los armónicos generados por la fuente de alimentación conmutada.
Los métodos de supresión actuales se pueden dividir en filtrado activo y filtrado pasivo. Entre ellos, el efecto de filtrado del primero es mejor, pero su tecnología es relativamente complicada y es difícil de diseñar en aplicaciones prácticas; el método de filtrado pasivo de este último también puede suprimir los armónicos y también puede lograr el efecto de compensación de potencia reactiva, pero su efecto de control es mucho menor que el del filtrado activo.
Con años de experiencia en la industria de las fuentes de alimentación, Jinshengyang ha desarrollado un circuito integrado PFC altamente confiable para los armónicos de alta frecuencia generados por las fuentes de alimentación conmutadas. A través de experimentos de prueba de simulación y comentarios de uso de campo, el rendimiento del factor de potencia de la fuente de alimentación se ha optimizado y mejorado continuamente. Productos de fuente de alimentación de conmutación PFC activa con capacidad de supresión de súper armónicos, como: serie LMF, serie LIF, serie LOF, etc., el factor de potencia del producto puede alcanzar hasta 0.99, lo que puede suprimir efectivamente el interferencia electromagnética causada por armónicos de alta frecuencia a los equipos circundantes, mejora la tasa de utilización de energía de la red eléctrica;
02 Análisis del mecanismo armónico de la fuente de alimentación conmutada
En el circuito de conmutación de la fuente de alimentación de conmutación, el tubo de conmutación tiene solo dos estados de funcionamiento: encendido y apagado. En este momento, habrá una señal de CA correspondiente a la frecuencia de operación en el voltaje de salida, y esta señal armónica continuará existiendo en el voltaje de salida. Cuando la corriente fluye a través de una carga no lineal: como una carga capacitiva o inductiva, la Si el voltaje aplicado no muestra una relación lineal, se formará una corriente no sinusoidal, generando así armónicos.
La supresión de armónicos en el sistema de potencia consiste en controlar los armónicos dentro del valor límite reduciendo o eliminando la corriente armónica inyectada en el sistema. Por ejemplo, si la frecuencia de pulso de la señal de control del interruptor se establece en 100 kHz, se puede ver que: Tanto el 3er armónico como el 5to armónico de energía del componente impar de la onda fundamental de salida existen. Además, en el borde ascendente y el borde descendente, la tasa de cambio de voltaje de la señal de pulso es muy rápida y la tasa de cambio de corriente también es muy rápida; en este proceso se generará una componente de alta frecuencia diferente a la frecuencia del pulso de control. Se puede ver que para controlar el componente de frecuencia de la fuente de alimentación conmutada, el pulso de control de conmutación debe seleccionarse razonablemente de acuerdo con las necesidades de diseño al diseñar la fuente de alimentación conmutada. Además, también debe reducirse la velocidad del pulso de control.
03 Peligros de la corriente armónica
En los últimos años, varias fallas y accidentes causados por armónicos han ocurrido continuamente, y la gravedad del daño armónico ha llamado la atención de la gente. El daño de los armónicos generados al cambiar las fuentes de alimentación a las redes eléctricas públicas y otros sistemas generalmente tiene los siguientes aspectos:
04 Método de supresión de corriente armónica de fuente de alimentación conmutada usando filtro EMI
La tecnología de filtrado EMI puede suprimir eficazmente la interferencia de picos y puede filtrar eficazmente la interferencia de conducción y la interferencia de radiación. la Figura 4 muestra un filtro EMI, que está compuesto por capacitores e inductores; está conectado al extremo de entrada de la fuente de alimentación conmutada y los condensadores de derivación de alta frecuencia son C1 y C5. La interferencia del modo diferencial se filtra; L1, C3, C4 y L2, C3, C4 filtran la interferencia de modo común en el circuito; Las pruebas reales muestran que cuando los parámetros de los componentes se seleccionan razonablemente, el filtro EMI puede lograr un mejor efecto de supresión de armónicos al cambiar la fuente de alimentación.
Uso de circuitos pasivos de corrección del factor de potencia
El circuito de filtro EMI presentado en la sección anterior suprime los armónicos. Aunque puede suprimir eficazmente la interferencia de conducción y radiación, es indefenso contra la distorsión de la forma de onda de la corriente de entrada. Por lo tanto, para reducir en gran medida el contenido de armónicos en la corriente, es necesario analizar el circuito del filtro del condensador del puente rectificador, averiguar sus características de entrada y realizar las mejoras necesarias.
Uno de los circuitos pasivos de corrección del factor de potencia, sus componentes incluyen capacitores y diodos; cuando el circuito es estable, los armónicos de la corriente de entrada mejorarán efectivamente debido al tiempo de conducción prolongado de los diodos rectificadores.
Utilice un circuito de corrección del factor de potencia activa
A diferencia del circuito de corrección del factor de potencia pasivo, la estrategia de modulación de ancho de pulso se utiliza en el circuito de corrección del factor de potencia activo y su efecto de control es obviamente mejor que el del circuito de corrección del factor de potencia pasivo. Su corriente de entrada se puede corregir a una onda sinusoidal, el contenido armónico está dentro del 10 por ciento y el factor de potencia también se puede corregir para que esté cerca de 1.
Un circuito simplificado para la corrección activa del factor de potencia adopta un control de doble circuito; en el que el bucle exterior controla la tensión de salida y el bucle interior controla la corriente del inductor; la adopción de una estrategia de control adecuada puede garantizar que la corriente máxima del inductor siga el cambio del V CC superior. De este modo, se logra una corriente promedio con una forma sinusoidal.
Otro circuito activo de corrección del factor de potencia utiliza un circuito integrado BOOST boost PFC, y se analiza su principio de funcionamiento: cuando la frecuencia de alimentación AC está conectada, el voltaje de entrada carga C1 a través del circuito rectificador de puente, y cuando el capacitor Cuando el voltaje en el circuito sube a un cierto valor, el IC de control principal del circuito PFC se iniciará, y el pulso PWM correspondiente se dará desde el pin GATE del IC, y luego el pulso impulsará el tubo MOS Q1 para que funcione en el estado del interruptor; a través de la resistencia de muestreo R3 y R4, el valor de muestreo se envía al comparador de bucle de voltaje IC; Al mismo tiempo, cuando el voltaje se envía al comparador de detección de corriente IC, se puede obtener una señal de error a través del sumador interno, que ajusta la salida de pulso PWM, para controlar la corriente en L1 para que la forma de onda de corriente de entrada siga la entrada voltaje para que el factor de potencia sea cercano a 1.
