Le mal du courant harmonique de l'alimentation à découpage
Des tubes de commutation haute puissance sont installés dans l'alimentation électrique et ils génèrent des harmoniques lorsqu'ils agissent à des fréquences élevées, provoquant des interférences électromagnétiques avec les équipements environnants et affectant la qualité de l'alimentation du réseau. Par conséquent, il est très nécessaire de supprimer les harmoniques générés par l'alimentation à découpage.
Les méthodes de suppression de courant peuvent être divisées en filtrage actif et filtrage passif. Parmi eux, l'effet de filtrage du premier est meilleur, mais sa technologie est relativement compliquée et il est difficile de concevoir des applications pratiques ; la méthode de filtrage passif de ce dernier peut également supprimer les harmoniques et peut également obtenir l'effet de compensation de puissance réactive, mais son effet de contrôle est bien inférieur à celui du filtrage actif.
Avec des années d'expérience dans l'industrie de l'alimentation électrique, Jinshengyang a développé un circuit intégré PFC très fiable pour les harmoniques haute fréquence générées par les alimentations à découpage. Grâce à des expériences de test de simulation et à des retours d'expérience sur le terrain, les performances du facteur de puissance de l'alimentation ont été continuellement optimisées et améliorées. Produits d'alimentation à découpage PFC actifs avec capacité de suppression des super harmoniques, tels que : série LMF, série LIF, série LOF, etc., le facteur de puissance du produit peut atteindre jusqu'à 0.99, ce qui peut supprimer efficacement le les interférences électromagnétiques causées par les harmoniques à haute fréquence sur les équipements environnants améliorent le taux d'utilisation de l'énergie du réseau électrique ;
02 Analyse du mécanisme harmonique de l'alimentation à découpage
Dans le circuit de commutation de l'alimentation à découpage, le tube de commutation n'a que deux états de fonctionnement : marche et arrêt. À ce moment, il y aura un signal alternatif correspondant à la fréquence de fonctionnement dans la tension de sortie, et ce signal harmonique continuera d'exister dans la tension de sortie. Lorsque le courant traverse une charge non linéaire : telle qu'une charge capacitive ou inductive, la Si la tension appliquée ne présente pas de relation linéaire, un courant non sinusoïdal se formera, générant ainsi des harmoniques.
La suppression des harmoniques dans le réseau électrique consiste à contrôler les harmoniques à l'intérieur de la valeur limite en réduisant ou en éliminant le courant harmonique injecté dans le système. Par exemple, si la fréquence d'impulsion du signal de commande du commutateur est réglée sur 100 kHz, on peut voir que : La 3e harmonique et la 5e énergie harmonique de la composante impaire de l'onde fondamentale de sortie existent. De plus, au front montant et au front descendant, le taux de changement de tension du signal d'impulsion est très rapide, et le taux de changement de courant est également très rapide; dans ce processus, une composante haute fréquence différente de la fréquence d'impulsion de commande sera générée. On peut voir qu'afin de contrôler la composante de fréquence de l'alimentation à découpage, l'impulsion de commande de commutation doit être raisonnablement sélectionnée en fonction des besoins de conception lors de la conception de l'alimentation à découpage. De plus, la fréquence de l'impulsion de commande doit également être réduite.
03 Dangers du courant harmonique
Ces dernières années, divers défauts et accidents causés par des harmoniques se sont produits en continu, et la gravité des dommages harmoniques a suscité une grande attention des gens. Les dommages causés par les harmoniques générés par la commutation des alimentations électriques sur les réseaux électriques publics et d'autres systèmes présentent généralement les aspects suivants :
04 Méthode de suppression de courant harmonique de commutation d'alimentation à l'aide d'un filtre EMI
La technologie de filtrage EMI peut supprimer efficacement les interférences de pointe et filtrer efficacement les interférences de conduction et les interférences de rayonnement. la figure 4 montre un filtre EMI composé de condensateurs et d'inductances ; il est connecté à l'extrémité d'entrée de l'alimentation à découpage et les condensateurs de dérivation haute fréquence sont C1 et C5. Les interférences en mode différentiel sont filtrées ; L1, C3, C4 et L2, C3, C4 filtrent les interférences de mode commun dans le circuit ; les tests réels montrent que lorsque les paramètres des composants sont sélectionnés raisonnablement, le filtre EMI peut obtenir un meilleur effet de suppression des harmoniques de l'alimentation à découpage.
Utilisation de circuits de correction de facteur de puissance passifs
Le circuit de filtre EMI présenté dans la section précédente supprime les harmoniques. Bien qu'il puisse supprimer efficacement les interférences de conduction et de rayonnement, il est impuissant contre la distorsion de la forme d'onde du courant d'entrée. Par conséquent, afin de réduire considérablement le contenu harmonique dans le courant, il est nécessaire d'analyser le circuit de filtrage du condensateur redresseur en pont, de connaître ses caractéristiques d'entrée et d'apporter les améliorations nécessaires.
L'un des circuits passifs de correction du facteur de puissance, ses composants comprennent des condensateurs et des diodes ; lorsque le circuit est stable, les harmoniques de courant d'entrée seront efficacement améliorées en raison du temps de conduction prolongé des diodes de redressement.
Utiliser un circuit de correction du facteur de puissance actif
Différente du circuit de correction du facteur de puissance passif, la stratégie de modulation de largeur d'impulsion est utilisée dans le circuit de correction du facteur de puissance actif, et son effet de contrôle est évidemment meilleur que celui du circuit de correction du facteur de puissance passif. Son courant d'entrée peut être corrigé en une onde sinusoïdale, le contenu harmonique est inférieur à 10 % et le facteur de puissance peut également être corrigé pour être proche de 1.
Un circuit simplifié pour la correction active du facteur de puissance adopte une commande à double boucle ; dans lequel la boucle externe contrôle la tension de sortie et la boucle interne contrôle le courant d'inductance ; l'adoption d'une stratégie de contrôle appropriée peut garantir que le courant de crête de l'inducteur suit le changement du VDC supérieur. Un courant moyen avec une forme sinusoïdale est ainsi atteint.
Un autre circuit de correction du facteur de puissance actif utilise un circuit intégré BOOST boost PFC, et son principe de fonctionnement est analysé : lorsque la fréquence d'alimentation AC est connectée, la tension d'entrée charge C1 via le circuit redresseur en pont, et lorsque le condensateur Lorsque la tension sur le circuit monte à une certaine valeur, le circuit intégré de contrôle principal du circuit PFC sera démarré, et l'impulsion PWM correspondante sera donnée à partir de la broche GATE du circuit intégré, puis l'impulsion entraînera le tube MOS Q1 pour le faire fonctionner dans le état du commutateur ; à travers la résistance d'échantillonnage R3 et R4, la valeur d'échantillonnage est envoyée au comparateur de boucle de tension IC ; en même temps, lorsque la tension est envoyée au comparateur de détection de courant IC, un signal d'erreur peut être obtenu via l'additionneur interne, qui ajuste la sortie d'impulsion PWM, pour contrôler le courant sur L1 afin que la forme d'onde du courant d'entrée suive l'entrée tension pour que le facteur de puissance soit proche de 1.
