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有源滤波器工作
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开关电源电磁骚扰解决方案

时间:2018-10-18 | 作者:有源滤波器

  开关电源中的大功率开关管在高频开、关运行过程中,必然会产生高频谐波及电磁骚扰注入电网中,危及电网及系统自身的稳定,毫不客气的说,开关电源运行过程中产生的骚扰谐波,已经成为开关电源及电子系统能否在应用现场正常、可靠运行的主要障碍之一。MLAD-SP系列开关电源专用滤波器的开发,就是缘于很多客户跟绿波杰能反馈这一问题,而市场上常见的普通电源滤波器又无法彻底解决这一问题,这就促使绿波杰能下定决心研发开关电源专用滤波器等产品,以期更好的帮助客户解决开关电源的谐波干扰问题。


一、开关电源谐波产生的理论分析
  开关电源在运行过程中会产生大量的谐波干扰,这是因为电力电子器件的开关特性具有很强的非线性。
1、单相大功率整流器的谐波分析
  为了达到整流后的负载直流电流纹波非常小的状况,就必须在负载前加入一个比较大的电感,只有当L/R远远大于T(工频时T为20ms)时,负载直流电流的纹波才会比较小。由于在负载侧的电感电流不会发生突变,实际上,开关管在开和关的过程中都必须有上升和下降时间,对负载电流进行傅立叶级数分解后,就可以发现单相整流后的负载电流中含有高次谐波。

单相大功率整流电路

2、单相逆变电路的谐波分析
  在理想的情况下,开关管的开和关的时间都为零,即零电压开通、零电流关闭,其占空比为50%;开关管输出的是方波电压,方波电压是由高次谐波叠加而成的,谐波电压在电感、电阻等负载上形成谐波电流,因此,负载电流也是由各次谐波电流叠加而成的。
  根据以上的单相整流及单相逆变电路分析,在其电流回路中一定会有谐波电流,同理,绿波杰能就可以大胆的做出预测,三相整流及逆变回路中,也一定会有谐波电流的存在。也就是说,只要是开关电源类设备,就一定会产生谐波。

单相逆变电路

二、开关电源的谐波抑制方法
  开关电源的谐波抑制可以分为预防性和补救性两种
1、预防性抑制方法
  开关电源谐波的预防性抑制方法就是在设计开关电源时,要根据设计要求,用有效的过程和方法来控制开关管,但无论是用哪种先进的控制策略,开关电源的谐波成分是不可避免的。
2、补救性抑制方法
  开关电源谐波的补救性抑制方法就是为了针对开关电源所存在的谐波采取必要的技术、措施及方法,比方说安装MLAD-SP系列开关电源专用滤波器等等。
  从开关电源及控制系统的谐波能量分析可以看出,开关电源及其系统中的谐波是以3次,5次,7次为主,其它高次谐波能量较小,且远远低于国家标准。

三、开关电源谐波骚扰抑制专用器件
  对于开关电源所产生的谐波骚扰,绿波杰能有如下产品可以应对:
1、MLAD-SP系列开关电源专用滤波器
2、MLAD-SPR系列开关电源专用电抗器
3、MLAD-MR系列磁环滤波器
4、MLAD-ZR系列零相电抗器
5、MLAD-SPFC系列开关电源专用滤波器柜
6、MLAD-GFC系列泛用进阶谐波滤波器柜
7、MLAD-HIC系列抗谐型智能电容器
8、MLAD-APF系列有源电力谐波滤波器


四、开关电源谐波抑制器件综合对比表

绿波杰能产品名称 绿波杰产品系列 安装位置 滤波效果 占地面积 投资额
开关电源专用滤波器 MLAD-SP 进线侧 30~50% 较低
开关电源专用电抗器 MLAD-SPR 进线侧 30~50% 较低
磁环滤波器 MLAD-MR 进线侧 <30%
零相电抗器 MLAD-ZR 进线侧 <30%
开关电源专用滤波器柜 MLAD-SPFC 进线侧 ≤95%
泛用进阶谐波滤波器柜 MLAD-GFC 进线侧 ≤95% 较大
抗谐型智能电容器 MLAD-HIC 进线侧 ≤75% 较大 较高
有源电力谐波滤波器 MLAD-APF 进线侧 ≤99% 很高

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