Bagaimana mengatasi harmonisa switching power supply
Pada peralatan elektronik modern, switching power supply merupakan bentuk catu daya yang banyak digunakan, yang memiliki karakteristik ukuran kecil dan efisiensi tinggi. Namun peralihan catu daya juga akan menghasilkan harmonisa, yang akan mempengaruhi kualitas pasokan daya dan stabilitas jaringan listrik sampai batas tertentu, dan bahkan menyebabkan kerusakan pada sirkuit dan perangkat. Oleh karena itu, penyelesaian permasalahan harmonik pada switching power supply sangatlah penting.
Penyebab harmonisa dalam peralihan catu daya
Gelombang harmonik mengacu pada jenis gelombang listrik dengan frekuensi lebih tinggi daripada gelombang fundamental, dan sumbernya umumnya berasal dari faktor-faktor seperti beban nonlinier, tegangan non-sinusoidal, dan interferensi elektromagnetik. Prinsip kerja switching power supply menentukan mudahnya menghasilkan harmonisa.
1. Efek hubung singkat dari rangkaian filter kapasitor
Dalam peralihan catu daya, rangkaian filter kapasitor terutama mengurangi tegangan pulsa pada keluaran catu daya, tetapi pada frekuensi tinggi, kapasitor juga merupakan korsleting. Namun, hubung singkat akan membuat arus harmonik mengalir ke catu daya, menghasilkan osilasi pada konduktor, dan menimbulkan kebisingan dan efek termal.
2. Efek resonansi rangkaian filter induktansi
Dalam catu daya switching, rangkaian filter induktansi terutama digunakan untuk mencegah denyut frekuensi tinggi dari keluaran catu daya. Ketika arus beban sangat rendah, induktansi berada dalam keadaan resonansi, yang akan menghasilkan arus harmonik frekuensi tinggi. Arus harmonik frekuensi tinggi yang dihasilkan akan beresonansi di kapasitor catu daya dan induktansi saluran, dan menghasilkan osilasi frekuensi tinggi ketika arus mengalir.
3. Pengaruh resonansi rangkaian umpan balik induktansi
Rangkaian umpan balik resonansi merupakan karakteristik kinerja penting dari switching catu daya. Pengontrol umpan balik digunakan untuk terus memantau beban dan catu daya, sehingga dapat menyesuaikan keluaran catu daya tepat waktu dan meningkatkan efisiensi seluruh rangkaian. Namun rangkaian umpan balik induktif akan menurunkan tegangan keluaran catu daya melalui rangkaian resonansi, yang akan meningkatkan pembangkitan arus harmonik.
4. Pengaruh frekuensi kerja
Semakin tinggi frekuensi kerja switching power supply, semakin tinggi harmonisanya dan semakin kaya arus harmoniknya. Arus frekuensi tinggi akan menghasilkan gelombang elektromagnetik yang relatif besar pada kumparan, yang juga akan menimbulkan fenomena bahwa peralatan listrik itu sendiri dan gelombang elektromagnetik penuh interaksi di udara.
Bahaya peralihan harmonik catu daya
Harmonisa peralihan catu daya akan membahayakan peralatan dan sistem, dan kerugian spesifiknya adalah sebagai berikut:
1. Kerusakan pada catu daya switching itu sendiri.
Harmonik yang dihasilkan oleh peralihan catu daya pada frekuensi tinggi akan meningkatkan konsumsi panas internal tabung peralihan dan meningkatkan risiko kerusakannya.
2. Membahayakan beban
Harmonik keluaran dari switching power supply akan mempengaruhi beban, sehingga mudah merusak komponen-komponen pada rangkaian, terutama pada instrumen presisi dan peralatan medis.
3. Kerusakan pada jaringan listrik
Setelah catu daya switching mengeluarkan harmonik, maka akan menyebar melalui jaringan listrik dan meningkatkan arus harmonik jaringan listrik, yang akan menyebabkan masalah seperti kelebihan beban pada jaringan listrik, kenaikan suhu kabel, kerusakan inti transformator daya dan seterusnya, sehingga mempengaruhi stabilitas.
Solusi untuk harmonik switching power supply
Untuk mengatasi masalah harmonik peralihan catu daya dengan lebih baik, solusi berikut biasanya diadopsi:
1. Mengadopsi sirkuit penekan harmonik.
Menggunakan rangkaian penekan harmonik dapat membatasi pembangkitan arus frekuensi tinggi dan secara efektif mengurangi pengaruh arus harmonik pada switching catu daya.
2. Gunakan filter baru
Filter baru ini memiliki solusi yang baik untuk masalah harmonik peralihan catu daya, seperti menggunakan rangkaian topologi non-induktif, filter multi-kapasitor-multi-parameter, dan sebagainya.
3. Memperbaiki desain peralihan catu daya.
Dalam desain catu daya switching, kita harus mengoptimalkan komponen elektronik, bentuk kabel, dan material kompositnya, untuk meminimalkan kehilangan energi internal dan degradasi energi serta mengurangi timbulnya harmonik.
4. Pasang peralatan hemat energi atau tingkatkan tegangan keluaran.
Dengan memasang peralatan hemat energi atau meningkatkan tegangan keluaran dari catu daya switching, pembangkitan dan pengaruh arus harmonik dapat dikurangi secara efektif.
