【導讀】開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)安(an)裝(zhuang)有(you)大(da)功(gong)率(lv)的(de)開(kai)關(guan)管(guan)
，它(ta)們(men)作(zuo)用(yong)在(zai)高(gao)頻(pin)狀(zhuang)態(tai)時(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)諧(xie)波(bo)，對(dui)周(zhou)圍(wei)的(de)設(she)備(bei)造(zao)成(cheng)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)，影(ying)響(xiang)電(dian)網(wang)的(de)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)。因(yin)此(ci)，對(dui)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)產(chan)生(sheng)的(de)諧(xie)波(bo)進(jin)行(xing)抑(yi)製(zhi)十(shi)分(fen)必(bi)要(yao)。

當前抑製方法可分為有源濾波與無源濾波兩種。其中，前者的濾波效果更好，但其技術較為複雜
，在實際應用中有一定的設計難度；後者無源濾波的方法也能夠進行諧波抑製，還可以起到無功補償的效果，但其控製效果遠不及有源濾波。

金升陽憑借多年深耕電源行業的經驗
，針對開關電源產生的高頻諧波
，研發出高可靠的PFC集成電路，通過模擬測試實驗及現場使用反饋
，對電源功率因數性能不斷優化提升，設計開發出具有超強抑製諧波能力的主動式PFC電路的開關電源產品，如：LMF係列
、LIF係列、LOF係列等，產品功率因數最高可達0.99，能夠有效抑製高頻諧波對周圍設備造成的電磁幹擾，提高電網的電能利用率；

開關電源產生諧波機理分析

在開關電源的開關電路中，開關管隻有兩種工作狀態：on和off。此時，在輸出電壓中會存在與工作頻率相對應的交流信號，這一諧波信號將會持續存在於輸出電壓中
，當電流流經非線性負載：如容性或感性負載時，與所加的電壓不呈線性關係
，就形成非正弦電流
，從而產生諧波。

在電力係統中對諧波的抑製是通過減少或消除注入係統的諧波電流
，把諧波控製在限定值之內，例如：將開關的控製信號脈衝頻率設置為：100kHz
，可以看出：其輸出基波的奇次分量3次諧波、5次諧波能量均存在。另外，在上升沿和下降沿處，脈衝信號的電壓變化速率很快，電流變化速率也很快
；在(zai)此(ci)過(guo)程(cheng)中(zhong)會(hui)產(chan)生(sheng)與(yu)控(kong)製(zhi)脈(mai)衝(chong)頻(pin)率(lv)不(bu)同(tong)的(de)高(gao)頻(pin)分(fen)量(liang)。可(ke)見(jian)，為(wei)了(le)對(dui)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)頻(pin)率(lv)成(cheng)分(fen)進(jin)行(xing)控(kong)製(zhi)，進(jin)行(xing)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)時(shi)應(ying)該(gai)根(gen)據(ju)設(she)計(ji)需(xu)要(yao)合(he)理(li)選(xuan)擇(ze)開(kai)關(guan)控(kong)製(zhi)脈(mai)衝(chong)

，另(ling)外(wai)，還(hai)應(ying)該(gai)降(jiang)低(di)控(kong)製(zhi)脈(mai)衝(chong)的(de)速(su)率(lv)。

諧波電流的危害

近(jin)年(nian)來(lai)，由(you)諧(xie)波(bo)引(yin)起(qi)的(de)各(ge)種(zhong)故(gu)障(zhang)和(he)事(shi)故(gu)不(bu)斷(duan)發(fa)生(sheng)，諧(xie)波(bo)危(wei)害(hai)的(de)嚴(yan)重(zhong)性(xing)引(yin)起(qi)了(le)人(ren)們(men)高(gao)度(du)的(de)關(guan)注(zhu)。開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)產(chan)生(sheng)的(de)諧(xie)波(bo)對(dui)公(gong)用(yong)電(dian)網(wang)和(he)其(qi)他(ta)係(xi)統(tong)的(de)危(wei)害(hai)大(da)致(zhi)有(you)以(yi)下(xia)幾(ji)個(ge)方(fang)麵(mian)：

開關電源諧波電流抑製方法

1

、使用EMI濾波器

EMI濾波技術能夠對尖脈衝幹擾實施有效抑製，可以有效濾除傳導幹擾以及輻射幹擾。圖4給出了一種EMI濾波器
，它是由電容和電感組成的；將其接在開關電源的輸入端，高頻旁路電容為C1
、C5，其作用是將輸入電源線之間的差模幹擾濾除掉；L1、C3、C4與L2、C3、C4對電路中的共模幹擾進行濾除；實際測試表明，當合理選擇元器件的參數時
，EMI濾波器能夠實現較好的開關電源諧波抑製效果。

2
、使用無源功率因數校正電路

上節中介紹的EMI濾(lv)波(bo)電(dian)路(lu)抑(yi)製(zhi)諧(xie)波(bo)
，盡(jin)管(guan)它(ta)能(neng)夠(gou)對(dui)傳(chuan)導(dao)和(he)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)進(jin)行(xing)有(you)效(xiao)抑(yi)製(zhi)，但(dan)是(shi)對(dui)輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)波(bo)形(xing)畸(ji)變(bian)一(yi)籌(chou)莫(mo)展(zhan)。所(suo)以(yi)
，要(yao)想(xiang)將(jiang)電(dian)流(liu)中(zhong)的(de)諧(xie)波(bo)含(han)量(liang)大(da)大(da)降(jiang)低(di)，需(xu)要(yao)對(dui)橋(qiao)式(shi)整(zheng)流(liu)電(dian)容(rong)濾(lv)波(bo)電(dian)路(lu)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)，找(zhao)出(chu)其(qi)輸(shu)入(ru)特(te)性(xing)並(bing)進(jin)行(xing)必(bi)要(yao)的(de)改(gai)善(shan)。

圖5右側為無源功率因數校正電路中的一種
，其元件包括電容和二極管；當電路穩定後，由於整流二極管的導通時間得到了延長，所以輸入電流諧波也會得到有效的改善。

3、使用有源功率因數校正電路

yuwuyuangonglvyinshuxiaozhengdianlubutong，youyuangonglvyinshuxiaozhengdianluzhongshiyongdeshimaikuantiaozhicelve，qikongzhixiaoguoyaomingxianyouyuwuyuangonglvyinshuxiaozhengdianlu。qishurudianliunenggouxiaozhengweizhengxianbo
，xiebohanliangzai10%以內，功率因數也能夠被校正到接近於1。

圖6給出了一種有源功率因數校正的簡化電路，采用雙環控製

；其中，外環對輸出電壓進行控製，內環對電感電流進行控製
；采取合適的控製策略可以保證電感的峰值電流跟蹤上VDC的變化，從而實現具有正弦波形式的平均電流。

圖7為另一種有源功率因數校正電路，采用的是BOOST升壓式PFC集成電路，對其工作原理進行分析：當接通工頻交流電後，通過橋式整流電路，輸入電壓給C1充電，當電容上的電壓升高到一定數值，將會啟動PFC電路主控IC，從IC的GATE腳會給出相應的PWM脈衝
，隨後該脈衝驅動MOS管Q1，使其工作在開關狀態；通過取樣電阻R3和R4，取樣值被送入到IC電壓環比較器中；同時
，當電壓送到IC電流檢測比較器中後
，經過內部的加法器，可以得到一個誤差信號
，該信號對PWM脈衝輸出進行調節
，控製L1上的電流，使得輸入電流波形跟隨輸入電壓，以便達到功率因素接近為1。

開關電源諧波電流認證標準

為了確保電源產品的諧波電流在標準範圍內
，達到相關設計要求，我們引入開關電源諧波電流標準：

測試條件：按照GB17625.1-2003（IEC 61000-3-2：2001, IDT）進行檢驗。

a.受試樣品須進行初始檢測。

b.額定功率75W及以上的開關電源需要進行此項測試（將來可能是50W及以上）。

c.根據不同電源產品可分為A、B、C、D級ITE（詳見GB17625.1-2003中“5”）進行測試。

d.輸入電壓及頻率
，一般取額定輸入電壓及頻率進行測試(如100V-60HZ；240V-50HZ)。輸出端接與額定最大負載相當的電阻。在開機動作後第一個10S內諧波電流和功率不予以考慮。被測試設備不應在待機模式下超過任何觀測周期的10%（詳見GB17625.1-2003 中“623.2”）。

e.試驗電源的要求：

——試驗電壓的變化範圍應保持在額定電壓的±2.0%之內，頻率變化範圍應保持在±0.5%之內；三相試驗電源的每一對相電壓基波之間的相位角應為120°±1.5。

——試驗電壓的諧波電流不應超過下列值：

總結

本ben文wen對dui開kai關guan電dian源yuan產chan生sheng諧xie波bo的de原yuan理li進jin行xing分fen析xi，由you於yu其qi產chan生sheng的de諧xie波bo對dui電dian網wang的de負fu麵mian影ying響xiang較jiao大da，需xu要yao采cai取qu相xiang應ying措cuo施shi進jin行xing諧xie波bo抑yi製zhi，最zui後hou探tan討tao了le抑yi製zhi諧xie波bo的de幾ji種zhong方fang法fa。在zai進jin行xing諧xie波bo抑yi製zhi過guo程cheng中zhong，金jin升sheng陽yang電dian源yuan以yi專zhuan業ye的de研yan發fa團tuan隊dui，多duo年nian的de產chan品pin及ji現xian場chang應ying用yong經jing驗yan
，針zhen對dui性xing的de給gei出chu了le對dui應ying的de解jie決jue方fang案an。

同時，金升陽以專業的銷售及技術服務團隊，服務於客戶，提供售前選型、售中技術交流、售後專業保障，為客戶提供一站式解決方案。

免責聲明：本文為轉載文章
，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片
、文字如涉及作品版權問題，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

可提高燃油效率並減小發動機尺寸的曲軸速度和方向傳感器

電流檢測放大器的差分過壓保護電路

如何為家用設備構建不間斷電源

使用電源管理模塊有效控製GaN功率放大器的電源開關

新一代觸摸屏示波器成未來標配
，MSO6B的四種獨特分析功能