開關(guān)電源諧波如何解決？

在現(xiàn)代電子設(shè)備中，開關(guān)電源是廣泛應(yīng)用的電源形式，其具有體積小、效率高等特點。然而，開關(guān)電源也會產(chǎn)生諧波，在一定程度上影響電源的質(zhì)量和電網(wǎng)的穩(wěn)定性，甚至?xí)﹄娐泛脱b置產(chǎn)生危害。因此，解決開關(guān)電源諧波問題勢在必行。

一、開關(guān)電源諧波的產(chǎn)生原因

諧波指的是一種頻率比基波更高的電量波形，源頭一般來自非線性負(fù)載、非正弦波電壓與電磁干擾等因素。開關(guān)電源的工作原理決定了其容易產(chǎn)生諧波。

1. 電容濾波電路的短路作用

開關(guān)電源中，電容濾波電路主要起到減少電源輸出上的脈動電壓的效果，但在高頻條件下，電容同時也是一種短路。而短路會使諧波電流流入電源中，在導(dǎo)體中產(chǎn)生振蕩，并引起噪聲和熱效應(yīng)。

2. 電感濾波電路的諧振作用

開關(guān)電源中，電感濾波電路主要用于防止電源輸出高頻脈動，當(dāng)負(fù)載電流為非常低的時候，電感處于諧振狀態(tài)，就會產(chǎn)生高頻諧波電流。產(chǎn)生的高頻諧波電流會使得電源電容和線路電感中共振，在電流流過時產(chǎn)生高頻振蕩。

3. 電感反饋電路的諧振影響

諧振反饋電路是開關(guān)電源一個重要的性能特點，通過反饋控制器來持續(xù)監(jiān)測負(fù)載和電源的情況，以便及時調(diào)整電源輸出，提升整個電路的效率。但是，電感反饋電路會通過諧振電路來降低電源的輸出電壓，增加了諧波電流的產(chǎn)生。

4. 工作頻率的影響

開關(guān)電源的工作頻率越高，諧波就越高，產(chǎn)生的諧波電流也越豐富。而高頻電流會對線圈產(chǎn)生比較大的電磁波，這也就會導(dǎo)致電器本身與電磁波充滿了空氣中相互影響的現(xiàn)象。

二、開關(guān)電源諧波的危害

開關(guān)電源諧波對設(shè)備和系統(tǒng)都會產(chǎn)生危害，具體危害如下：

1. 對開關(guān)電源本身造成危害

開關(guān)電源在高頻情況下產(chǎn)生的諧波會使得開關(guān)管管內(nèi)耗發(fā)熱增加，使其損壞的風(fēng)險變大。

2. 對負(fù)載造成危害

開關(guān)電源的輸出諧波會對負(fù)載產(chǎn)生影響，容易使得電路中的元件受損，尤其對精密儀器、醫(yī)療設(shè)備影響特別大。

3. 對電網(wǎng)造成危害

開關(guān)電源輸出諧波后，會通過電網(wǎng)傳播，增加電網(wǎng)諧波電流，導(dǎo)致電網(wǎng)過載、電纜溫升，電源變壓器鐵芯損壞等問題，從而影響穩(wěn)定性。

三、開關(guān)電源諧波的解決方法

為了更好地解決開關(guān)電源諧波問題，通常采用以下幾種解決方法：

1. 采用諧波抑制電路

利用諧波抑制電路，可以限制高頻電流的產(chǎn)生，并有效地減輕諧波電流對開關(guān)電源的影響。

2. 采用新型濾波器

新型濾波器對于開關(guān)電源的諧波問題具有很好的解決效果，例如采用無感拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電路、多電容-多參數(shù)式濾波器等。

3. 改進(jìn)開關(guān)電源的設(shè)計

在開關(guān)電源的設(shè)計中，應(yīng)該優(yōu)化其電子元器件、布線形式和復(fù)合材料等，盡量降低其內(nèi)部能量損失和能量退化現(xiàn)象，降低諧波的產(chǎn)生。

4. 安裝節(jié)能電器或增加輸出電壓

通過安裝節(jié)能電器或增加開關(guān)電源的輸出電壓，可以有效的減少其諧波電流的產(chǎn)生和影響。

總之，開關(guān)電源諧波的產(chǎn)生和危害是不可避免的，只要采取一定的技術(shù)措施就可以有效地解決問題。因此，在開關(guān)電源的使用和設(shè)計中，必須充分考慮諧波的情況，集思廣益地采取正確有效的解決方案，以確?，F(xiàn)代電子設(shè)備的工作效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。