Proiectare de compatibilitate electromagnetică a sursei de alimentare comutatoare
Compatibilitatea electromagnetică (EMC) a sursei de alimentare cu comutare se referă la coexistența diferitelor dispozitive electrice într-un spațiu limitat, timp și spectru de frecvențe, fără a provoca degradarea performanței, care include perturbațiile electromagnetice (EMD) și sensibilitatea electromagnetică (EMS). EMD se referă la zgomotul emis de produsele electrice, în timp ce EMS se referă la capacitatea produselor electrice de a rezista perturbărilor electromagnetice externe. Un dispozitiv cu compatibilitate electromagnetică bună nu trebuie nici afectat de mediul electromagnetic înconjurător și nici să provoace perturbări electromagnetice.
Tubul comutatorului de alimentare din sursa de comutare are un salt mare de tensiune și curent în timpul procesului de pornire-oprire la frecvență înaltă, generând astfel perturbări electromagnetice puternice, dar intervalul de frecvență al perturbației (< 30MHz) is relatively low. The geometric size of most low-power switching power supplies is much smaller than the corresponding wavelength of 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium), and the electromagnetic disturbance phenomenon studied by switching power supply systems belongs to the range of quasi-stationary field. When studying their electromagnetic disturbance problems, the main consideration is conduction disturbance.
Perturbare electromagnetică
Discuția despre perturbația electromagnetică se desfășoară în general din trei aspecte: caracteristicile sursei de perturbații, caracteristicile canalului de cuplare a perturbațiilor și caracteristicile obiectului perturbat.
1 sursă de alimentare comutată în sursa principală de interferență electromagnetică
Sursa de interferență electromagnetică în sursa de comutare include în principal dispozitive de comutare, diode și componente pasive neliniare; La comutarea sursei de alimentare, cablarea necorespunzătoare a plăcilor imprimate este, de asemenea, un factor major care provoacă perturbări electromagnetice.
Perturbare electromagnetică cauzată de circuitul de comutare
Pentru comutarea sursei de alimentare, perturbația electromagnetică generată de circuitul de comutare este una dintre principalele surse de perturbații ale sursei de comutare. Circuitul de comutare este nucleul sursei de comutare, care este compus în principal din tub de comutare și transformator de înaltă frecvență. Dv/dt generat de acesta este un impuls cu amplitudine mare, bandă largă de frecvență și armonici bogate. Principalele motive pentru această tulburare de impuls sunt
1) Sarcina tubului comutator este bobina primară a transformatorului de înaltă frecvență, care este o sarcină inductivă. În momentul în care tubul comutatorului este pornit, bobina primară produce un curent de pornire mare, iar la ambele capete ale bobinei primare apare o tensiune de vârf ridicată. În momentul în care tubul comutatorului este oprit, o parte din energie nu este transmisă de la bobina primară la bobina secundară din cauza fluxului de scurgere al bobinei primare, iar această parte a energiei stocată în inductor va forma o oscilație de atenuare. cu vârfuri cu condensatoarele și rezistențele din circuitul colectorului și vor fi suprapuse tensiunii de oprire pentru a forma un vârf de tensiune de oprire. Această întrerupere a tensiunii de alimentare va produce același curent de impuls de magnetizare tranzitoriu ca atunci când bobina primară este pornită, iar acest zgomot va fi condus la bornele de intrare și de ieșire, ducând la perturbări ale conducției și, în cel mai rău caz, se poate defecta. tubul comutatorului.
2) Bucla de curent de comutare de înaltă frecvență compusă din bobina primară a transformatorului de impulsuri, tubul de comutare și condensatorul de filtru poate produce radiații spațiale mari și poate forma perturbări ale radiațiilor. Dacă capacitatea de filtrare a condensatorului este insuficientă sau caracteristicile de înaltă frecvență nu sunt bune, impedanța de înaltă frecvență a condensatorului va duce curentul de înaltă frecvență la sursa de alimentare CA într-un mod diferențial pentru a forma o perturbare a conducției.
Perturbare electromagnetică cauzată de circuitul redresorului cu diodă
|di/dt| a curentului invers de recuperare generat de dioda redresoare în circuitul principal este mult mai mic decât cel al diodei volantului. Ca sursă de interferență electromagnetică, intensitatea perturbației cauzate de curentul invers de recuperare al diodei redresoare este mare, iar banda de frecvență este largă. Saltul de tensiune generat de dioda redresoare este mult mai mic decât cel generat atunci când tubul comutatorului de alimentare din sursa de alimentare este pornit și oprit. Prin urmare, este posibil să se studieze circuitul redresor ca parte a canalului de cuplare a interferenței electromagnetice, indiferent de influența |dv/dt| si |di/dt| produs de diode redresoare.
Relația dintre dv/dt și dimensiunea încărcării
Dv/dt generat atunci când tubul comutatorului de alimentare este pornit și oprit este principala sursă de perturbare a comutării sursei de alimentare. Analizele teoretice și experimentele arată că valoarea lui |dv/dt| generată de oprire crește odată cu creșterea sarcinii, dar modificarea sarcinii are un efect redus asupra |dv/dt| aprins. Deoarece |dv/dt| generat la pornire și oprire este diferit, impulsul de perturbare generat extern este și el diferit.
