Аналіз впливу коректора коефіцієнта потужності на рівень електромагнітних завад AC/DC-перетворювачів

Анотація

У статті приведені результати дослідження імпульсного джерела живлення від мережі змінного струму 220 В/50 Гц, що складається з коректора коефіцієнта потужності та понижуючого DC/DC-перетворювача. Запропонована в роботі модель джерела, розроблена для роботи в середовищі LTspice, дозволяє досліджувати коефіцієнти потужності, нелінійних спотворень мережевого струму, корисної дії, а також спектри кондуктивних завад, що створюються при роботі джерела. Ефективність запропонованої моделі підтверджується тим, що вона забезпечує ефективну роботу джерела в діапазоні вхідної напруги від 128 до 400 В. Дослідження моделі джерела з коректором коефіцієнта потужності проводились із використанням незалежних систем автоматичного управління ключами коректора коефіцієнта потужності та понижуючого DC/DC-перетворювача, що дозволило провести дослідження рівня кондуктивних завад, створюваних імпульсним джерелом живлення, від частоти комутації силових ключів кожного з вузлів, від ефективності використання технології розмиття спектру сигналу управління коректором коефіцієнта потужності та DC/DC-перетворювачем. Порівняння ефективності здійснювалось за рівнем спектральних складових у спектрі струму мережі від якої здійснюється живлення джерела. Проведені дослідження показали доцільність використання технології розмиття спектру у DC/DC-перетворювачі. Ефективність використання цієї технології по зменшенню кондуктивних завад складає від 8 до 10 дБ, в залежності від параметрів джерела живлення. В роботі показано, що вибір частоти комутації силових ключів коректора коефіцієнта потужності та DC/DC-перетворювача слід проводити шляхом моделювання при включеному режимі розмиття спектру в перетворювачі. Показано, що невірний вибір частоти сигналів управління ключами коректора коефіцієнта потужності та DC/DC-перетворювача може призвести до збільшення рівня кондуктивних завад на 10 дБ. Аналіз моделей джерела живлення та окремих його вузлів дозволяє обґрунтовано здійснювати як вибір частоти комутації силових ключів джерела живлення від мережі змінного струму, так і використання ефективних методів зниження електромагнітних завад, що створюються при роботі імпульсних джерел живлення. Отримані результати дозволяють оцінити не тільки потенційні можливості різних методів зниження рівня електромагнітних завад при варіації параметрів сигналів управління силовими ключами вузлів перетворювача, а і сформувати рекомендації по комбінації цих методів для отримання найкращого результату.