So lösen Sie die Harmonischen des Schaltnetzteils
In modernen elektronischen Geräten ist das Schaltnetzteil eine weit verbreitete Form der Stromversorgung, die sich durch geringe Größe und hohe Effizienz auszeichnet. Allerdings erzeugt das Schaltnetzteil auch Oberwellen, die die Qualität der Stromversorgung und die Stabilität des Stromnetzes bis zu einem gewissen Grad beeinträchtigen und sogar Schaltkreise und Geräte beschädigen können. Daher ist es zwingend erforderlich, das Oberwellenproblem des Schaltnetzteils zu lösen.
Ursachen für Oberschwingungen im Schaltnetzteil
Harmonische Wellen sind elektrische Wellenformen mit höherer Frequenz als die Grundwelle. Ihre Quelle sind im Allgemeinen Faktoren wie nichtlineare Last, nicht sinusförmige Spannung und elektromagnetische Störungen. Das Funktionsprinzip von Schaltnetzteilen führt dazu, dass leicht Harmonische entstehen.
1. Kurzschlusseffekt der Kondensatorfilterschaltung
Bei Schaltnetzteilen reduziert die Kondensatorfilterschaltung hauptsächlich die pulsierende Spannung am Ausgang des Netzteils, aber bei hohen Frequenzen stellt der Kondensator auch einen Kurzschluss dar. Ein Kurzschluss führt jedoch dazu, dass harmonischer Strom in das Netzteil fließt, Schwingungen im Leiter erzeugt und Rauschen und thermische Effekte verursacht.
2. Resonanzeffekt des Induktivitätsfilterkreises
In Schaltnetzteilen wird die Induktivitätsfilterschaltung hauptsächlich verwendet, um hochfrequente Pulsationen am Ausgang des Netzteils zu verhindern. Wenn der Laststrom sehr niedrig ist, befindet sich die Induktivität in einem Resonanzzustand, der einen hochfrequenten harmonischen Strom erzeugt. Der erzeugte hochfrequente harmonische Strom schwingt im Netzteilkondensator und in der Leitungsinduktivität mit und erzeugt hochfrequente Schwingungen, wenn der Strom fließt.
3. Resonanzeinfluss des induktiven Rückkopplungskreises
Der Resonanzrückkopplungskreis ist ein wichtiges Leistungsmerkmal eines Schaltnetzteils. Der Rückkopplungsregler wird verwendet, um die Last und die Stromversorgung kontinuierlich zu überwachen, um die Stromversorgungsleistung rechtzeitig anzupassen und die Effizienz des gesamten Schaltkreises zu verbessern. Der induktive Rückkopplungskreis verringert jedoch die Ausgangsspannung des Netzteils durch den Resonanzkreis, wodurch die Erzeugung von Oberschwingungsstrom zunimmt.
4. Der Einfluss der Arbeitsfrequenz
Je höher die Arbeitsfrequenz des Schaltnetzteils, desto höher die Harmonischen und desto reicher der harmonische Strom. Der hochfrequente Strom erzeugt relativ große elektromagnetische Wellen auf der Spule, was auch dazu führt, dass das Elektrogerät selbst und elektromagnetische Wellen in der Luft stark interagieren.
Schäden durch Oberwellen im Schaltnetzteil
Die Oberwellen eines Schaltnetzteils können Geräte und Systeme beschädigen. Im Einzelnen können die Schäden wie folgt lauten:
1. Beschädigung des Schaltnetzteils selbst.
Die durch das Schalten der Stromversorgung mit hoher Frequenz erzeugten Harmonischen erhöhen den internen Wärmeverbrauch der Schaltröhre und erhöhen das Risiko ihrer Beschädigung.
2. Schäden an der Ladung
Die Ausgangsoberwellen des Schaltnetzteils wirken sich auf die Last aus, wodurch die Komponenten im Schaltkreis leicht beschädigt werden können, insbesondere bei Präzisionsinstrumenten und medizinischen Geräten.
3. Schäden am Stromnetz
Wenn das Schaltnetzteil Oberschwingungen ausgibt, breiten sich diese im Stromnetz aus und erhöhen den Oberschwingungsstrom im Stromnetz, was zu Problemen wie einer Überlastung des Stromnetzes, einem Temperaturanstieg der Kabel, einer Beschädigung des Kerns des Leistungstransformators usw. führt und somit die Stabilität beeinträchtigt.
Lösungen für Oberschwingungen in Schaltnetzteilen
Um das Oberschwingungsproblem von Schaltnetzteilen besser zu lösen, werden üblicherweise die folgenden Lösungen angewendet:
1. Verwenden Sie eine Schaltung zur Unterdrückung von Oberschwingungen.
Durch die Verwendung eines Oberwellenunterdrückungskreises kann die Erzeugung von Hochfrequenzstrom begrenzt und der Einfluss von Oberwellenstrom auf das Schaltnetzteil effektiv verringert werden.
2. Einen neuen Filter verwenden
Der neue Filter bietet eine gute Lösung für das Oberschwingungsproblem von Schaltnetzteilen, beispielsweise durch die Verwendung einer Schaltung mit nichtinduktiver Topologie, eines Mehrkondensator-Mehrparameter-Filters usw.
3. Verbessern Sie das Design des Schaltnetzteils.
Bei der Entwicklung von Schaltnetzteilen sollten wir deren elektronische Komponenten, Verdrahtungsformen und Verbundmaterialien optimieren, um den internen Energieverlust und die Energiedegradation zu minimieren und die Entstehung von Oberwellen zu verringern.
4. Installieren Sie Energiespargeräte oder erhöhen Sie die Ausgangsspannung.
Durch den Einbau energiesparender Geräte oder eine Erhöhung der Ausgangsspannung von Schaltnetzteilen lassen sich Entstehung und Einfluss von Oberschwingungsströmen wirkungsvoll reduzieren.
