Kuidas lahendada lülitustoite harmoonilist
Kaasaegsetes elektroonikaseadmetes on lülitustoiteallikas laialdaselt kasutatav toiteallika vorm, millel on väikesed mõõtmed ja kõrge efektiivsus. Lülitustoiteallikas tekitab aga ka harmoonilisi, mis mõjutavad teatud määral toiteallika kvaliteeti ja elektrivõrgu stabiilsust ning isegi kahjustavad ahelaid ja seadmeid. Seetõttu on hädavajalik lahendada lülitustoiteallika harmooniline probleem.
Harmooniliste põhjused lülitustoiteallikas
Harmooniline laine viitab teatud tüüpi elektrilisele lainekujule, mille sagedus on suurem kui põhilainel, ja selle allikas on tavaliselt sellised tegurid nagu mittelineaarne koormus, mittesinusoidne pinge ja elektromagnetilised häired. Lülitustoiteallika tööpõhimõte määrab, et harmoonilisi on lihtne toota.
1. Kondensaatorifiltri ahela lühiseefekt
Lülitustoiteallikas vähendab kondensaatori filtriahel peamiselt toiteallika väljundi pulseerivat pinget, kuid kõrgel sagedusel on kondensaator ka lühis. Lühis aga paneb harmoonilise voolu voolama toiteallikasse, tekitab juhis võnkumisi ning põhjustab müra ja termilist efekti.
2. Induktiivfiltri ahela resonantsefekt
Lülitustoiteallikas kasutatakse induktiivfiltri ahelat peamiselt toiteallika väljundi kõrgsagedusliku pulsatsiooni vältimiseks. Kui koormusvool on väga madal, on induktiivsus resonantsseisundis, mis tekitab kõrgsagedusliku harmoonilise voolu. Loodud kõrgsageduslik harmooniline vool resoneerib toiteallika kondensaatoris ja liini induktiivsuses ning tekitab voolu voolamisel kõrgsageduslikke võnkumisi.
3. Induktiivsuse tagasisideahela resonantsmõju
Resonantstagasiside ahel on lülitustoiteallika oluline jõudlusnäitaja. Tagasisidekontrollerit kasutatakse koormuse ja toiteallika pidevaks jälgimiseks, et reguleerida õigeaegselt toiteallika väljundit ja parandada kogu vooluahela tõhusust. Kuid induktiivne tagasisideahel vähendab resonantsahela kaudu toiteallika väljundpinget, mis suurendab harmoonilise voolu teket.
4. Töösageduse mõju
Mida kõrgem on lülitustoiteallika töösagedus, seda kõrgemad on harmoonilised ja seda rikkam on harmooniline vool. Kõrgsageduslik vool tekitab poolile suhteliselt suuri elektromagnetlaineid, mis toob kaasa ka nähtuse, et elektriseade ise ja elektromagnetlained on õhus täis vastasmõju.
Lülitustoite harmooniliste kahjustus
Lülitustoiteallika harmoonia kahjustab seadmeid ja süsteemi ning konkreetne kahju on järgmine:
1. Kahju lülitustoiteallikale endale.
Kõrge sagedusega lülitustoite genereeritud harmooniline suurendab lülitustoru sisemist soojustarbimist ja suurendab selle kahjustamise ohtu.
2. Koorma kahjustamine
Lülitustoiteallika väljundi harmoonilised mõjutavad koormust, mis võib kergesti kahjustada vooluahela komponente, eriti täppisinstrumentide ja meditsiiniseadmete puhul.
3. Kahju elektrivõrgule
Pärast seda, kui lülitustoiteallikas väljastab harmoonilisi, levib see läbi elektrivõrgu ja suurendab elektrivõrgu harmoonilist voolu, mis põhjustab selliseid probleeme nagu elektrivõrgu ülekoormus, kaablite temperatuuri tõus, toitetrafo südamiku kahjustus ja nii edasi, mõjutades seega stabiilsust.
Lülitustoite harmooniliste lahendused
Lülitustoiteallika harmoonilise probleemi paremaks lahendamiseks kasutatakse tavaliselt järgmisi lahendusi:
1. Võtta kasutusele harmooniliste summutusahel.
Harmoonilise summutusahela kasutamine võib piirata kõrgsagedusvoolu teket ja tõhusalt vähendada harmoonilise voolu mõju lülitustoiteallikale.
2. Võtke kasutusele uus filter
Uuel filtril on hea lahendus lülitustoiteallika harmoonilisele probleemile, näiteks mitteinduktiivse topoloogiaahela, mitme kondensaatori-mitmeparameetrilise filtri ja nii edasi kasutamine.
3. Täiustage lülitustoite konstruktsiooni.
Lülitustoiteallika projekteerimisel peaksime optimeerima selle elektroonilisi komponente, juhtmestiku vorme ja komposiitmaterjale, et minimeerida selle sisemist energiakadu ja energia lagunemist ning vähendada harmooniliste teket.
4. Paigaldage energiasäästlikud seadmed või suurendage väljundpinget.
Paigaldades energiasäästlikke seadmeid või suurendades lülitustoiteallika väljundpinget, saab harmoonilise voolu teket ja mõju tõhusalt vähendada.
