Analýza príčin elektromagnetického rušenia v spínaných zdrojoch napájania
Spínané zdroje možno rozdeliť na plné mostíky, polovičné mostíky, push-pull a ďalšie typy podľa typu hlavného obvodu. Bez ohľadu na typ spínaného zdroja však počas prevádzky produkuje silný hluk. Vedú smerom von cez elektrické vedenia v spoločnom alebo diferenciálnom režime a zároveň vyžarujú do okolitého priestoru. Spínané napájacie zdroje sú tiež citlivé na vonkajší šum vniknutý do elektrickej siete a prenášajú ho do iných elektronických zariadení, aby generovali rušenie.
Po privedení striedavého prúdu do spínaného zdroja sa mostíkový usmerňovač V1-V4 usporiada do jednosmerného napätia Vi a privedie sa na primárnu L1 a spínač V5 vysokofrekvenčného transformátora. Základným vstupom spínacej elektrónky V5 je vysokofrekvenčná obdĺžniková vlna v rozsahu desiatok až stoviek kHz a jej frekvencia opakovania a pracovný cyklus sú určené požiadavkami výstupného jednosmerného napätia VO. Impulzný prúd zosilnený spínacou trubicou je pripojený k sekundárnemu obvodu pomocou vysokofrekvenčného transformátora. Pomer prvého závitu vysokofrekvenčného transformátora je tiež určený požiadavkami výstupného jednosmerného napätia VO. Vysokofrekvenčný impulzný prúd je usmernený diódou V6 a filtrovaný C2 za vzniku jednosmerného výstupného napätia VO. Preto bude spínaný zdroj generovať šum a vytvárať elektromagnetické rušenie v nasledujúcich aspektoch.
(1) Vysokofrekvenčná spínacia prúdová slučka zložená z primárneho vysokofrekvenčného transformátora L1, spínacej trubice V5 a filtračného kondenzátora C1 môže generovať veľké priestorové žiarenie. Ak je filtrovanie kondenzátora nedostatočné, vysokofrekvenčný prúd bude tiež prenášaný do vstupného zdroja striedavého prúdu v diferenciálnom režime.
(2) Sekundárny L2 vysokofrekvenčného transformátora, usmerňovacia dióda V6 a filtračný kondenzátor C2 tiež tvoria vysokofrekvenčnú spínaciu prúdovú slučku, ktorá bude generovať priestorové žiarenie. Ak je filter kondenzátora nedostatočný, vysokofrekvenčný prúd sa zmieša na výstupnom jednosmernom napätí vo forme diferenciálnej modulárnej formy, aby viedol smerom von.
(3) Medzi primárnou a sekundárnou časťou vysokofrekvenčného transformátora je distribuovaný kondenzátor Cd a vysokofrekvenčné napätie primárnej časti je priamo spojené so sekundárnym cez tieto distribuované kondenzátory, čím sa vytvára spoločný režim šumu v rovnakej fáze na dve výstupné jednosmerné napájacie vedenia sekundáru. Ak je impedancia dvoch vodičov voči zemi nevyvážená, premení sa tiež na šum v diferenciálnom režime.
(4) Výstupná usmerňovacia dióda V6 bude generovať spätný nárazový prúd. Keď dióda vedie v priepustnom smere, náboj sa akumuluje v PN prechode. Keď dióda aplikuje spätné napätie, nahromadený náboj zmizne a vytvorí sa spätný prúd. Pretože spínací prúd musí byť usmernený diódou, čas prechodu diódy z vedenia do prerušenia je veľmi krátky a v krátkom čase musí zmiznúť akumulačný náboj, čo má za následok nárast spätného prúdu. V dôsledku rozloženej indukčnosti, kapacity a prepätia vo výstupnom vedení jednosmerného prúdu dochádza k vysokofrekvenčnému útlmu oscilácie, čo je typ šumu v diferenciálnom režime.
(5) Záťaž spínacej trubice V5 je primárna cievka L1 vysokofrekvenčného transformátora, čo je indukčná záťaž. Preto, keď je spínač zapnutý alebo vypnutý, na oboch koncoch trubice bude vysoké nárazové napätie a tento šum sa prenesie na vstupné a výstupné svorky.
(6) Medzi kolektorom spínacej trubice V5 a chladičom K je rozložená kapacita CI, takže vysokofrekvenčný spínací prúd bude prúdiť cez CI do chladiča K, potom do uzemnenia krytu a nakoniec do ochranného uzemnenia. vodič PE elektrického vedenia striedavého prúdu pripojený k uzemneniu krytu, čím sa generuje žiarenie v spoločnom režime. Napájacie vedenia L a N majú určitú impedanciu voči PE, a ak je impedancia nevyvážená, šum spoločného režimu sa môže tiež transformovať na šum diferenciálneho režimu.
