傳統的交流-直流(ac-dc)變換器在投運時,將向電網注入大量的諧波電流,訂制開關電源,引起諧波損耗和干擾,同時還出現裝置網側功率因數惡化的現象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時,網側三次諧波含量可達(70~80)%,網側功率因數僅有0.5~0.6。電力有源濾波器是一種能夠動態抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統lc濾波器的不足,訂做開關電源,是一種很有發展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關功率變換器和具體控制電路構成。與傳統開關電源的區別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流; (2)電流環基準信號為電壓環誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。
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諧波系列的電磁干擾幅度受q1和q2的通斷影響。在測量漏源電壓vds的上升時間tr和下降時間tf,或流經q1和q2的電流上升率di/dt 時,可以很明顯看到這一點。這也表示,我們可以很簡單地通過減緩q1或q2的通斷速度來降低電磁干擾水平。事實正是如此,延長開關時間的確對頻率高于 f=1/πtr的諧波有很大影響。不過,定做開關電源,此時必須在增加散熱和降低損耗間進行折中。盡管如此,對這些參數加以控制仍是一個好方法,它有助于在電磁干擾和熱性能間取得平衡。具體可以通過增加一個小阻值電阻(通常小于5ω)實現,該電阻與q1和q2的柵極串聯即可控制tr和tf,你也可以給柵極電阻串聯一個 “關斷二極管”來獨立控制過渡時間tr或tf(見圖3)。這其實是一個迭代過程,甚至連經驗豐富的電源設計人員都使用這種方法。我們的終目標是通過放慢晶體管的通斷速度,使電磁干擾降低至可接受的水平,同時---其溫度足夠低以---穩定性。
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輸出紋波噪聲過大的原因:
1電源模塊與主電路噪聲敏感元件距離過近
2主電路噪聲敏感元件的電源輸入端處未接去耦電容
3多路系統中各單路輸出的電源模塊之間產生差頻干擾
4地線處理不合理
解決方法:可以通過將模塊與噪聲器件隔離或在主電路使用去耦電容等方案---。如:將電源模塊盡可能遠離主電路噪聲敏感元件或模塊與主電路噪聲敏感元件進行隔離,主電路噪聲敏感元件(如:a/d、d/a或mcu等)的電源輸入端處接0.1μf去耦電容,使用一個多路輸出的電源模塊代替多個單路輸出模塊消除差頻干擾,采用遠端一點接地、減小地線環路面積。
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