【导读】在《电子元件技术网》EMI/EMC论坛中,一位网友提出了2000W取暖器谐波不过关的问题,得到论坛技术高手耐心解答,引来众多关注。
2000W取暖器谐波不过关原帖点击查看
wang伟2008提出问题:“我司开发了一款取暖器2000W的,用可控硅调温。现在客户订单已下了,但过不了谐波。调到35%是,奇次3、5、7……都不过。超228%。请各位高手帮忙指点”
zv0034回答:“看样子是, 用了可控硅, 不同的触发角度, 来调节, 输入功率吧? 如是, 这种控制方式在标准中明确不允许的。用过零控制通断吧, 开和关的时间要长点哦。 不然电压波动不好过。”
mic29 回答:“取暖器的架构我不熟,但我想不外乎以下两种:
AC─>DC─>电阻
AC─>电阻
如果是AC─>DC─>电阻,则输入电流为2000W/220V/PF(假设0.7)=13A,谐波很大是可预期的。如果可以,请提供一次侧BULK电容之前的电路与L、C组件规格,我可以帮忙看看,但不带保证。基本上就是BULK电容降低,滤波电容降低,共模与差模电感加大就对了,但不是电容越小电感越大就会越好,要让输入端的电压电流波形相位差小。可控硅的内部LC参数也很重要,重点同上,但一般没得改,只能换,除非特订。
如果是AC─>电阻,这取暖器就不需要申请EMC了。”
wang伟2008补充再问:
取暖器是AC---电阻的。主线路是这样的:L、N跨接333X2电容--6mH的共模电感--跨接474X2电容和2个1500P的Y2电容--可控硅--2mH电感和153X2电容。接发热管(2000W的灯管)。可控硅的触发是有IC通过RF射频遥控的。共有4档35%,50%,75%,100%。
下图是35%的测试报告
mic29 回答:
请问一下在后端没有Bulk电容、MOS、变压器等EMI干扰源,电路只有一颗IC的情形下,EMC FILTER用了这么多的X电容是否真有必要?可不可以试着先拿掉一、两颗看看数据是否好转?
我的想法和之前的回答仍然不变,补充以下四点:
1. 因为电路里没有MOS、变压器等组件,所以电流波形畸变的问题不大,只要调整电感电容值,注意电压电流相位差即可
2. 2mH电感加大后调到可控硅之前,应该有帮助
3. X电容与差模电感同属EMI差模噪声抑制组件,作用频段都在传导的低频,所以两者在传导的领域里常是可以互相替换的。但在谐波的世界里,再加上有 TRIAC作怪,X电容只会恶化谐波测试结果,但差模电感则是抑制恶化,两者作用相反。所以还是请你先把X电容移除后比较测试结果,甚至试到后把X电容 换成差模电感都很有可能。
4. 其实加电阻也有效,但在这个案子我是不建议这么做的,因为会大幅降低效率。
假设输入电流10A,30奥姆的电阻就浪费了3000W,比发热管消耗更多功率,小于30奥姆效果又不明显。所以加电阻只适用于小瓦数的设备,况且谐波抑制效果还不如电感好。但电阻除了谐波抑制外还有ESD与雷击抑制的功能,不可忽略。
2mH电感看来离2000W的发热管很近,所以发热管产生的热量可能经由辐射与传导到2mH电感,再加上工作电流预估10A以上,这颗电感在实际产品运作时温度应该已超过其Curie temperature,也就是等效如一段铜线,不会产生任何滤波作用。所以有可能是电感因温度高而饱和,导致失去谐波电流抑制效果。
请问2mH电感和153X2电容加在这个位置的目的是什么?100%与35%的工作电流是多少?有实际量测过2mH电感的铁芯和线圈工作温度吗?6mH的共模电感与2mH电感的电流规格是多少?EMC实验室有建议对策吗?
总觉得这件谐波对策不难改,只要有我需要的所有数据。
Asc问:
为什么是AC─>电阻,这取暖器就不需要申请EMC了?
mic29 回答:
EMC指令要测试的是EUT产生的电磁波强度以及抵御外来电磁信号的能力。当EUT内部只有TRIAC和电阻等被动组件时,基本上不会产生9KHz以上的电磁波,也就不会有传导和辐射的问题发生。因为没有Bulk 电容,所以Harmonics和Flicker也不会问题。ESD、RS、EFT、SURGE、CS、PFMF、DIP等EMS测试都不可能打死2000W的电阻。所以当架构是AC─>电阻时,EMC指令只要以自我宣告即可,不必测试就知道PASS。
但实际谐波测试结果FAIL,光这一点就应该知道电路架构不会是简单的AC->电阻,之前没想到,SORRY!实际架构是AC->TRIAC含RF模块->电阻。因为没有MOS、变压器,理论上不需要多大的EMC FILTER,所以还是建议先移除X电容,应该有立即的效果。RF模块的问题会出现在辐射测试,不会是谐波,而辐射测试结果是PASS,所以不必考虑RF模块。