Analys av designmetoder för elektromagnetisk kompatibilitet för att byta strömförsörjning
Switchande nätaggregat används ofta inom kommunikation, kontroll, dator och andra områden på grund av deras fördelar som liten storlek och hög effektfaktor. Men på grund av genereringen av elektromagnetiska störningar är dess vidare tillämpning begränsad i viss utsträckning. Den här artikeln kommer att analysera de olika mekanismerna för elektromagnetisk störning i byte av strömförsörjning, och baserat på detta, föreslå en elektromagnetisk kompatibilitetsdesignmetod för att byta strömförsörjning.
Analys av elektromagnetisk interferens i byte av strömförsörjning
Strukturen för omkopplingsströmförsörjningen visas i figur 1. Först likriktas strömfrekvensen AC till DC, inverteras sedan till högfrekvens och matas slutligen ut genom en likriktnings- och filtreringskrets för att erhålla en stabil DC-spänning. Orimlig kretsdesign och layout, mekaniska vibrationer, dålig jordning etc. kan alla bilda interna elektromagnetiska störningar. Samtidigt är transformatorns läckinduktans och toppen som orsakas av den omvända återställningsströmmen för utgångsdioden också potentiella källor till stark störning.
Intern störningskälla
● Omkopplingskrets
Kopplingskretsen består huvudsakligen av kopplingsrör och högfrekvenstransformatorer. Det finns en fördelad kapacitans mellan omkopplarröret och dess kylfläns, skalet och ledningarna inuti strömförsörjningen. Den du/dt som genereras av den har en stor amplitud av pulser, ett brett frekvensband och rika övertoner. Omkopplarrörsbelastningen är primärspolen i en högfrekvenstransformator och är en induktiv belastning. När den ursprungligen ledande omkopplaren är avstängd, genererar läckinduktansen hos högfrekvenstransformatorn en bakåtelektromotorisk kraft E=- Ldi/dt, som är proportionell mot kollektorns strömändringshastighet och läckinduktansen. Den överlagras på avstängningsspänningen för att bilda en avstängningsspänningstopp och därigenom bilda ledande interferens.
● Likriktardioder för likriktarkretsar
När utgångslikriktardioden är avstängd finns det en omvänd ström, och tiden det tar att återhämta sig till noll är relaterad till faktorer som kopplingskapacitans. Den kommer att generera betydande strömförändringar di/dt under inverkan av transformatorläckageinduktans och andra fördelningsparametrar, vilket resulterar i kraftiga högfrekventa störningar, med en frekvens på upp till tiotals megahertz.
● Stray parametrar
På grund av arbete vid högre frekvenser kan egenskaperna hos lågfrekventa komponenter i byte av strömförsörjning förändras, vilket resulterar i brus. Vid höga frekvenser har ströparametrar en betydande inverkan på kopplingskanalens egenskaper, och distribuerad kapacitans blir kanalen för elektromagnetisk interferens.
2 Externa störningskällor
Externa störningskällor kan delas in i strömstörningar och blixtstörningar, medan strömstörningar finns i både "common mode" och "differential mode" lägen. Samtidigt, på grund av den direkta anslutningen av växelströmsnätet till likriktarbryggan och filterkretsen, har endast topptiden för inspänningen inström inom en halv cykel, vilket resulterar i en mycket låg ineffektfaktor (ungefär { {0}}.6) för strömförsörjningen. Dessutom innehåller denna ström en stor mängd övertonskomponenter, vilket kan orsaka harmonisk "förorening" till elnätet.
