Большинство приложений преобразования энергии состоят из ступени преобразования переменного тока в постоянный, и этот выход постоянного тока затем используется для дальнейших ступеней. Преобразователь переменного тока в постоянный является неотъемлемой частью большинства электронного оборудования, так как большая часть этого оборудования питается от постоянного тока [1]. Обычно для преобразования переменного тока в постоянный используется выпрямительный диодный мост. Для уменьшения пульсаций выходного напряжения на выходе выпрямителя используется подходящий фильтрующий конденсатор. Конденсатор фильтра потребляет пиковый ток от источника питания, поскольку он заряжается только в течение короткого промежутка времени в течение полупериода. Следовательно, ток, потребляемый диодным выпрямителем, не является синусоидальным по своей природе. Из-за несинусоидальности входного тока коэффициент нелинейных искажений будет очень высоким, а входной коэффициент мощности также будет низким.

Однофазный выпрямитель состоит из четырех диодов, соединенных по мостовой схеме с замкнутым контуром, так что выпрямленное выходное напряжение показано на рис.1.

Четыре диода соединены последовательно парами, причем только одна пара диодов работает в течение каждого полупериода. Выпрямитель с фильтрующим конденсатором называется обычным интерфейсом AC-DC, который показан на рис. 2 (а). Конденсатор фильтра уменьшает пульсации выходного напряжения. Хотя фильтрующий конденсатор значительно подавляет пульсации выходного напряжения, он вносит искажения во входной ток и потребляет ток от источника прерывисто, короткими импульсами, как показано на рис. 2 (b).

THD такой волны будет очень высоким, а коэффициент мощности также будет очень низким. Это создает несколько проблем, включая снижение доступной мощности и увеличение потерь.

Общее гармоническое искажение:

Полное гармоническое искажение сигнала является мерой присутствующего гармонического искажения и определяется как отношение суммы мощностей всех гармонических составляющих к мощности основной частоты. THD используется для характеристики качества электроэнергии в электроэнергетических системах. Коэффициент нелинейных искажений по току можно записать как:

%THD = √(I _с /I _с1 ) ² -1

Где I _s — среднеквадратичное значение входного тока. I _s1 — составляющая основной частоты.

Фактор силы:

Коэффициент мощности представляет собой отношение между фактической мощностью (кВт) и полной мощностью (кВАр), потребляемой электрической нагрузкой. Это мера того, насколько эффективно ток преобразуется в полезную выходную мощность, а также показывает влияние тока нагрузки на эффективность системы снабжения. Истинный коэффициент мощности (PF) системы можно записать как:

PF=cos f × Коэффициент мощности искажения (2)

Где cos f - коэффициент мощности смещения. В цепи переменного тока мощность используется наиболее эффективно, когда ток находится в фазе с напряжением. Коэффициент мощности искажения показывает, что гармонические искажения тока нагрузки уменьшают среднюю мощность, передаваемую в нагрузку. Коэффициент мощности искажения (DPF) можно записать как:

ДСФ I1/I

Где I1 — основная составляющая тока, а I — полный ток. В диодном выпрямителе с фильтрующим конденсатором на выходе потребляется несинусоидальный ток, поэтому коэффициент мощности искажений меньше единицы, что приводит к плохому коэффициенту мощности. Из-за наличия высоких общих гармонических искажений и низкого входного коэффициента мощности, генерируемого обычными преобразователями, не следует использовать простые диодные выпрямители. Необходимо добиться выпрямления, близкого к единице, учитывая, что выпрямитель с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) является улучшенной версией обычного диодного выпрямителя переменного тока в постоянный.

Если у вас есть какие-либо требования или какие-либо вопросы относительно решений для зарядных устройств для ваших приложений, не стесняйтесь обращаться к нашей специальной команде в любое время по адресу marketing@everexceed.com .