Návrh elektromagnetickej kompatibility spínaného zdroja
Elektromagnetická kompatibilita (EMC) spínaného napájacieho zdroja sa vzťahuje na koexistenciu rôznych elektrických zariadení v obmedzenom priestore, čase a spektre bez toho, aby spôsobovala zhoršenie výkonu, čo zahŕňa elektromagnetické rušenie (EMD) a elektromagnetickú citlivosť (EMS). EMD sa týka hluku emitovaného elektrickými výrobkami, zatiaľ čo EMS sa týka schopnosti elektrických výrobkov odolávať vonkajšiemu elektromagnetickému rušeniu. Zariadenie s dobrou elektromagnetickou kompatibilitou by nemalo byť ovplyvnené okolitým elektromagnetickým prostredím ani by nemalo spôsobovať elektromagnetické rušenie.
Rúrka vypínača v spínacom zdroji má veľký skok napätia a prúdu počas procesu zapínania a vypínania pri vysokej frekvencii, čím vytvára silné elektromagnetické rušenie, ale frekvenčný rozsah rušenia (< 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.
Elektromagnetické rušenie
Diskusia o elektromagnetickom rušení sa vo všeobecnosti uskutočňuje z troch hľadísk: charakteristika zdroja rušenia, charakteristika rušiaceho spojovacieho kanála a charakteristika rušeného objektu.
1 spínaný zdroj v hlavnom zdroji elektromagnetického rušenia
Zdroj elektromagnetického rušenia v spínaných zdrojoch zahŕňa najmä spínacie zariadenia, diódy a nelineárne pasívne komponenty; Pri spínaných zdrojoch napájania je hlavným faktorom spôsobujúcim elektromagnetické rušenie aj nesprávne zapojenie dosiek plošných spojov.
Elektromagnetické rušenie spôsobené spínacím obvodom
Pre spínané napájanie je elektromagnetické rušenie generované spínacím obvodom jedným z hlavných zdrojov rušenia spínaného napájania. Spínací obvod je jadrom spínaného zdroja, ktorý sa skladá hlavne zo spínacej trubice a vysokofrekvenčného transformátora. Ním generovaný dv/dt je impulz s veľkou amplitúdou, širokým frekvenčným pásmom a bohatými harmonickými. Hlavnými príčinami tohto narušenia impulzov sú
1) Zaťaženie spínacej trubice je primárna cievka vysokofrekvenčného transformátora, čo je indukčná záťaž. V momente, keď je spínacia trubica zapnutá, primárna cievka produkuje veľký nábehový prúd a na oboch koncoch primárnej cievky sa objavuje vysoké nárazové špičkové napätie. V momente, keď je spínacia trubica vypnutá, časť energie sa neprenesie z primárnej cievky do sekundárnej cievky v dôsledku zvodového toku primárnej cievky a táto časť energie uloženej v induktore vytvorí útlmovú osciláciu. s hrotmi s kondenzátormi a odpormi v obvode kolektora a budú superponované na vypínacie napätie, aby vytvorili špičku vypínacieho napätia. Toto prerušenie napájacieho napätia spôsobí rovnaký magnetizačný impulzný prechodový prúd ako pri zapnutí primárnej cievky a tento šum bude vedený na vstupné a výstupné svorky, čo vedie k poruche vedenia a v najhoršom prípade môže dôjsť k poruche. spínacia trubica.
2) Vysokofrekvenčná spínacia prúdová slučka zložená z primárnej cievky pulzného transformátora, spínacej trubice a filtračného kondenzátora môže produkovať veľké priestorové žiarenie a vytvárať radiačné rušenie. Ak je filtračná kapacita kondenzátora nedostatočná alebo vysokofrekvenčné charakteristiky nie sú dobré, vysokofrekvenčná impedancia na kondenzátore povedie vysokofrekvenčný prúd k napájaciemu zdroju striedavého prúdu v diferenciálnom režime, aby sa vytvorila vodivosť.
Elektromagnetické rušenie spôsobené obvodom diódového usmerňovača
|di/dt| reverzného zotavovacieho prúdu generovaného usmerňovacou diódou v hlavnom obvode je oveľa menší ako prúd zotrvačkovej diódy. Ako zdroj elektromagnetického rušenia je intenzita rušenia spôsobená spätným zotavovacím prúdom usmerňovacej diódy veľká a frekvenčné pásmo je široké. Skok napätia generovaný usmerňovacou diódou je oveľa menší ako skok generovaný pri zapnutí a vypnutí trubice vypínača v napájacom zdroji. Preto je možné študovať obvod usmerňovača ako súčasť spojovacieho kanála elektromagnetického rušenia bez ohľadu na vplyv |dv/dt| a |di/dt| produkované usmerňovacími diódami.
Vzťah medzi dv/dt a veľkosťou záťaže
Dv/dt generovaný pri zapnutí a vypnutí elektrónky je hlavným zdrojom rušenia spínaného napájania. Teoretická analýza a experimenty ukazujú, že hodnota |dv/dt| generované vypnutím sa zvyšuje so zvyšovaním zaťaženia, ale zmena zaťaženia má malý vplyv na |dv/dt| zapnutý. Pretože |dv/dt| generovaný pri zapínaní a vypínaní je odlišný, rušivý impulz generovaný externe je tiež odlišný.
