Charakteristiky prepínania napájacích zdrojov a technickej analýzy potlačenia elektromagnetického rušenia
S vývojom moderných elektronických technológií a energetických zariadení sa napájacie zdroje prepínača široko používajú v komunikačných systémoch, automatickom riadení, domácich zariadeniach a iných poliach kvôli ich malej veľkosti, ľahkej hmotnosti, vysokej výkonnosti a vysokej spoľahlivosti. Obzvlášť sa používajú pri programovaní kontrolovanom prepínaní, bezdrôtové základné stanice prenosu optických údajov, káblové televízne systémy a IP siete a sú hlavnou hnacou silou pre normálnu prevádzku zariadení informačných technológií. Napájacie zdroje komunikačného prepínača však vo všeobecnosti používajú technológiu modulácie šírky impulzov (PWM) a ich prepínacie zariadenia fungujú vo vysokofrekvenčnom stave Off. Vzhľadom na rýchly prechodný proces samotného vysokofrekvencie, ktorý je zdrojom elektromagnetického interferencie, majú signály elektromagnetického interferencie (EMI) generované širokým frekvenčným rozsahom a určitou amplitúdou. Prostredníctvom vedenia a žiarenia môže znečisťovať elektromagnetické prostredie a spôsobiť rušenie komunikačných zariadení a elektronických výrobkov. Okrem toho by napájacie zdroje komunikačného spínača mali mať silný odpor voči elektromagnetickému rušeniu, najmä na údery blesku, prepätia, napätie mriežky, elektrické polia, magnetické polia, elektromagnetické vlny, elektrostatický výboj, pulzné vlaky, kvapky napätia, kvapky na napätie, rádiové frekvenčné elektromagnetické polia imunity, emunity vodiacejstiev, emisie vodiacej energie, radiačné emisie a iné projekty, ktoré potrebujú príslušné EMC.
Existujú štyri základné charakteristiky zdroja prepínania:
① Poloha je relatívne jasná. Pripojené k nim sú zamerané hlavne na zariadenia na prepínanie energie, diódy a chladiče a vysokofrekvenčné transformátory;
② Zariadenie na konverziu energie pracuje v stave prepínača. Keďže spínací napájací zdroj je zariadenie na konverziu energie, ktoré pracuje v spínacom stave, miera zmeny napätia a prúdu je vysoká, čo vedie k významnej intenzite interferencie;
③ Zapojenie dosiek s napájanými obvodmi (PCB) sa zvyčajne usporiada ručne. Toto usporiadanie mu dáva veľkú flexibilitu, zvyšuje obtiažnosť extrahovania parametrov distribúcie PCB a predpovedanie a vyhodnotenie rušenia blízkeho poľa;
④ Frekvencia prepínania je vysoká, od desiatok tisíc Hz po niekoľko megahertzov a hlavné formy rušenia sa vykonávajú interferencia a rušenie blízko poľa.
Elektromagnetické rušenie generované spínačmi obvodov
Spínací obvod je jadrom prepínajúceho napájacieho zdroja, ktoré sa skladá hlavne z prepínajúcich skúmaviek a vysokofrekvenčných transformátorov. DV/DT generovaný jej je pulz s veľkou amplitúdou, širokým frekvenčným pásmom a bohatou harmonikou. Hlavné dôvody tohto pulzného rušenia sú dvojaké: na jednej strane je zaťaženie spínacej trubice primárnou cievkou vysokofrekvenčného transformátora, čo je induktívne zaťaženie. V okamihu, keď je spínacia trubica zapnutá, sa v primárnej cievke generuje veľký nárazový prúd a na oboch koncoch primárnej cievky sa objaví vysoké špičkové napätie. V okamihu, keď je spínacia trubica odpojená, v dôsledku toku úniku primárnej cievky sa časť energie neprenáša z primárnej cievky do sekundárnej cievky. Energia uložená v induktore bude tvoriť rozpad oscilácie s vrcholom s kapacitanciou a odporom v zberateľskom obvode, ktorý sa prekrýva na vypnutom napätí, aby sa vytvoril pík vypnutia napätia. Tento typ prerušenia napájacieho napätia napájania vygeneruje rovnaký prechodný magnetizačný impulzný prúd, ako keď je pripojená primárna cievka, a tento hluk sa uskutoční do vstupných a výstupných terminálov, čím sa vytvorí vykonané interferencie. Na druhej strane vysokofrekvenčná slučka spínacieho prúdu zložená z primárnej cievky, spínacej trubice a filtrovania kondenzátora impulzného transformátora môže generovať významné priestorové žiarenie a vytvára interferenciu žiarenia.
