Rušenie a potlačenie spínaného napájania
Rušenie generované samotným spínaným zdrojom priamo ohrozuje bežnú prevádzku elektronických zariadení. Potlačenie elektromagnetického šumu samotného spínaného zdroja je dôležitou témou pri vývoji a návrhu spínaných zdrojov. Tento článok stručne predstavuje mechanizmus vzniku a šírenia elektromagnetického rušenia v spínaných zdrojoch a sumarizuje niekoľko hlavných metód na potlačenie vzniku a šírenia elektromagnetického rušenia v spínaných zdrojoch.
Spínaný zdroj ako napájacie zariadenie pre elektronické zariadenia má výhody malej veľkosti, nízkej hmotnosti a vysokej účinnosti a je široko používaný v digitálnych obvodoch. Vzhľadom na vysokofrekvenčný spínací stav je však silným zdrojom rušenia a ním generované rušenie priamo ohrozuje normálnu prevádzku elektronických zariadení. Dôležitou témou pri vývoji a návrhu spínaných zdrojov je preto potlačenie elektromagnetického šumu samotného spínaného zdroja a zlepšenie jeho odolnosti voči elektromagnetickému rušeniu pre zabezpečenie dlhodobej bezpečnej a spoľahlivej prevádzky elektronických zariadení.
Generovanie rušenia spínaného napájania
Rušenie spínaných zdrojov je všeobecne rozdelené do dvoch kategórií: po prvé, rušenie tvorené vnútornými komponentmi spínaných zdrojov; Druhým je rušenie spôsobené vonkajšími faktormi v spínanom zdroji. Obidve zahŕňajú ľudské aj prírodné faktory.
Vnútorné rušenie spínaného zdroja
EMI generované spínanými napájacími zdrojmi je spôsobené hlavne rušením harmonického prúdu vysokého rádu generovaným základným usmerňovačom a rušením špičkového napätia generovaným obvodom konverzie energie.
Základný usmerňovač
Proces usmerňovania základného usmerňovača je najčastejšou príčinou EMI. Je to preto, že striedavá sínusová vlna výkonovej frekvencie už po usmernení nie je jednofrekvenčný prúd, ale stáva sa jednosmernou zložkou a radom harmonických zložiek s rôznymi frekvenciami. Harmonické (najmä harmonické vyššieho rádu) budú generovať vodivé rušenie a rušenie žiarenia pozdĺž prenosového vedenia, čo spôsobí skreslenie predného prúdu. Na jednej strane spôsobí skreslenie aktuálneho tvaru vlny pripojeného k jeho prednému elektrickému vedeniu a na druhej strane spôsobí vysokofrekvenčné rušenie cez elektrické vedenie.
Obvod premeny energie
Obvod na konverziu energie je jadrom prepínača regulovaného napájacieho zdroja, ktorý vytvára širokú šírku pásma a bohaté harmonické. Hlavnými komponentmi, ktoré vytvárajú toto rušenie impulzov, sú
1) Medzi spínacou trubicou a jej chladičom, plášťom a vodičmi vo vnútri napájacieho zdroja je rozdelená kapacita. Keď spínacia trubica preteká veľkým impulzným prúdom (zvyčajne pravouhlou vlnou), tvar vlny obsahuje mnoho vysokofrekvenčných komponentov; Súčasne parametre zariadenia používané na vypnutie napájania, ako je doba skladovania výkonového tranzistora spínača, veľký prúd výstupného stupňa a čas spätného zotavenia diódy usmerňovacieho spínača, môžu spôsobiť okamžitý skrat v obvode, ktorý generuje veľký skratový prúd. Okrem toho je záťažou spínacej trubice vysokofrekvenčný transformátor alebo tlmivka na akumuláciu energie. V momente vedenia spínacej rúrky je v primárnej časti transformátora veľký nábehový prúd, ktorý spôsobuje špičkový šum.
2) Transformátor vo vysokofrekvenčnom transformátorovom spínacom zdroji sa používa na izoláciu a transformáciu napätia, ale v dôsledku únikovej indukčnosti môže byť generovaný elektromagnetický indukčný šum; Zároveň bude pri vysokofrekvenčných podmienkach distribuovaná kapacita medzi vrstvami transformátora prenášať harmonický šum vysokého rádu z primárnej strany na sekundárnu stranu, zatiaľ čo distribuovaná kapacita transformátora do plášťa tvorí ďalší vysokofrekvenčný šum. frekvenčná cesta, čo uľahčuje elektromagnetické pole generované okolo transformátora spájať sa a vytvárať šum na iných vodičoch.
3) Keď sa sekundárna usmerňovacia dióda usmerňovacej diódy používa na vysokofrekvenčné usmernenie, v dôsledku faktora času spätného zotavenia sa náboj nahromadený v doprednom prúde nedá okamžite eliminovať pri použití spätného napätia (v dôsledku prítomnosť nosičov a tok prúdu). Akonáhle je sklon obnovy spätného prúdu príliš veľký, indukčnosť pretekajúca cievkou generuje špičkové napätie, ktoré bude generovať silné vysokofrekvenčné rušenie pod vplyvom zvodovej indukčnosti transformátora a ďalších distribučných parametrov s frekvenciou až desiatok MHz.
4) Kondenzátory, tlmivky a drôtové spínané zdroje môžu spôsobiť zmeny v charakteristikách nízkofrekvenčných komponentov v dôsledku ich prevádzky pri vyšších frekvenciách, čo má za následok šum.
