Anahtarlama güç kaynağının harmoniği nasıl çözülür?
Modern elektronik ekipmanlarda anahtarlamalı güç kaynağı, küçük boyut ve yüksek verimlilik özelliklerine sahip, yaygın olarak kullanılan bir güç kaynağı şeklidir. Ancak güç kaynağının değiştirilmesi aynı zamanda harmonikler de üretecek ve bu da güç kaynağının kalitesini ve elektrik şebekesinin stabilitesini bir dereceye kadar etkileyecek, hatta devrelere ve cihazlara zarar verebilecektir. Bu nedenle, güç kaynağının değiştirilmesindeki harmonik probleminin çözülmesi zorunludur.
Anahtarlamalı güç kaynağındaki harmoniklerin nedenleri
Harmonik dalga, temel dalgadan daha yüksek frekansa sahip bir tür elektrik dalga biçimini ifade eder ve kaynağı genellikle doğrusal olmayan yük, sinüsoidal olmayan voltaj ve elektromanyetik girişim gibi faktörlerden gelir. Anahtarlamalı güç kaynağının çalışma prensibi harmonik üretmenin kolay olmasını belirler.
1. Kondansatör filtre devresinin kısa devre etkisi
Güç kaynağını değiştirirken, kapasitör filtre devresi esas olarak güç kaynağının çıkışındaki titreşimli voltajı azaltır, ancak yüksek frekansta kapasitör de kısa devre yapar. Ancak kısa devre, güç kaynağına harmonik akım akışına neden olacak, iletkende salınım üretecek ve gürültü ve termal etkiye neden olacaktır.
2. Endüktans filtre devresinin rezonans etkisi
Anahtarlamalı güç kaynağında, endüktans filtre devresi esas olarak güç kaynağı çıkışının yüksek frekanslı titreşimini önlemek için kullanılır. Yük akımı çok düşük olduğunda endüktans, yüksek frekanslı harmonik akım üretecek rezonans durumundadır. Üretilen yüksek frekanslı harmonik akım, güç kaynağı kapasitöründe ve hat endüktansında rezonansa girecek ve akım aktığında yüksek frekanslı salınım üretecektir.
3. Endüktans geri besleme devresinin rezonans etkisi
Rezonans geri besleme devresi, anahtarlamalı güç kaynağının önemli bir performans özelliğidir. Geri besleme denetleyicisi, güç kaynağı çıkışını zamanında ayarlamak ve tüm devrenin verimliliğini artırmak için yükü ve güç kaynağını sürekli izlemek için kullanılır. Bununla birlikte, endüktif geri besleme devresi, rezonans devresi aracılığıyla güç kaynağının çıkış voltajını azaltacak ve bu da harmonik akımın oluşumunu artıracaktır.
4. Çalışma frekansının etkisi
Anahtarlamalı güç kaynağının çalışma frekansı ne kadar yüksek olursa, harmonikler o kadar yüksek ve harmonik akım o kadar zengin olur. Yüksek frekanslı akım, bobin üzerinde nispeten büyük elektromanyetik dalgalar üretecek ve bu da elektrikli cihazın kendisinin ve elektromanyetik dalgaların havadaki etkileşimle dolu olduğu olgusuna yol açacaktır.
Güç kaynağı harmoniklerinin değiştirilmesinin zararı
Anahtarlamalı güç kaynağının harmoniği ekipmana ve sisteme zarar verecektir ve spesifik zarar aşağıdaki gibidir:
1. Anahtarlama güç kaynağının kendisine zarar verir.
Güç kaynağının yüksek frekansta anahtarlanmasıyla üretilen harmonik, anahtarlama tüpünün iç ısı tüketimini artıracak ve hasar riskini artıracaktır.
2. Yüke zarar vermek
Anahtarlamalı güç kaynağının çıkış harmonikleri, özellikle hassas aletler ve tıbbi ekipmanlar için devredeki bileşenlere zarar vermesi kolay olan yükü etkileyecektir.
3. Elektrik şebekesine zarar vermek
Anahtarlamalı güç kaynağının harmonikleri çıktıktan sonra, güç şebekesi boyunca yayılacak ve güç şebekesinin harmonik akımını artıracak, bu da güç şebekesinin aşırı yüklenmesi, kabloların sıcaklık yükselmesi, güç trafo çekirdeğinin hasar görmesi ve böylece stabiliteyi etkiler.
Anahtarlamalı güç kaynağının harmoniklerine yönelik çözümler
Güç kaynağının değiştirilmesindeki harmonik problemini daha iyi çözmek için genellikle aşağıdaki çözümler benimsenir:
1. Harmonik bastırma devresini benimseyin.
Harmonik bastırma devresinin kullanılması, yüksek frekanslı akımın oluşumunu sınırlayabilir ve harmonik akımın anahtarlama güç kaynağı üzerindeki etkisini etkili bir şekilde azaltabilir.
2. Yeni bir filtre benimseyin
Yeni filtre, endüktif olmayan topoloji devresi, çoklu kapasitör-çok parametreli filtre vb. kullanımı gibi güç kaynağının değiştirilmesindeki harmonik problemine iyi bir çözüm sunmaktadır.
3. Anahtarlama güç kaynağının tasarımını geliştirin.
Anahtarlamalı güç kaynağının tasarımında, dahili enerji kaybını ve enerji bozulmasını en aza indirecek ve harmonik oluşumunu azaltacak şekilde elektronik bileşenlerini, kablolama şekillerini ve kompozit malzemelerini optimize etmeliyiz.
4. Enerji tasarruflu cihazlar takın veya çıkış voltajını artırın.
Enerji tasarruflu cihazlar takarak veya anahtarlamalı güç kaynağının çıkış voltajını artırarak harmonik akımın üretimi ve etkisi etkili bir şekilde azaltılabilir.
