Elektromagnetisk kompatibilitetsdesign av switchande strömförsörjning
Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) för switchande strömförsörjning hänvisar till samexistensen av olika elektriska enheter inom ett begränsat utrymme, tid och spektrum utan att orsaka prestandaförsämring, vilket inkluderar elektromagnetiska störningar (EMD) och elektromagnetisk känslighet (EMS). EMD hänvisar till det brus som avges av elektriska produkter, medan EMS hänvisar till elektriska produkters förmåga att motstå externa elektromagnetiska störningar. En enhet med god elektromagnetisk kompatibilitet bör varken påverkas av den omgivande elektromagnetiska miljön eller orsaka elektromagnetiska störningar.
Strömbrytarröret i omkopplingsströmförsörjningen har ett stort spännings- och strömhopp under på/av-processen vid hög frekvens, vilket genererar starka elektromagnetiska störningar, men störningens frekvensområde (< 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.
Elektromagnetisk störning
Diskussionen om elektromagnetisk störning genomförs generellt utifrån tre aspekter: egenskaperna hos störningskällan, egenskaperna hos störningskopplingskanalen och egenskaperna hos ett stört föremål.
1 strömförsörjning i huvudkällan för elektromagnetisk störning
Elektromagnetisk interferenskälla i switchande strömförsörjning innefattar huvudsakligen omkopplingsanordningar, dioder och icke-linjära passiva komponenter; Vid byte av strömförsörjning är felaktig ledning av tryckta kort också en viktig faktor som orsakar elektromagnetiska störningar.
Elektromagnetisk störning orsakad av omkopplingskrets
För omkopplingsströmförsörjning är den elektromagnetiska störningen som genereras av omkopplingskretsen en av huvudstörningskällorna för omkopplingsströmförsörjningen. Omkopplingskrets är kärnan i switchande strömförsörjning, som huvudsakligen består av omkopplingsrör och högfrekvenstransformator. Dv/dt som genereras av den är en puls med stor amplitud, brett frekvensband och rika övertoner. De främsta orsakerna till denna impulsstörning är
1) Omkopplarrörets belastning är den primära spolen i högfrekvenstransformatorn, som är en induktiv belastning. I det ögonblick då omkopplarröret slås på, producerar primärspolen en stor inkopplingsström, och en hög överspänningstoppspänning uppträder i båda ändarna av primärspolen. I det ögonblick när omkopplarröret är avstängt överförs inte en del av energin från primärspolen till sekundärspolen på grund av läckflödet från primärspolen, och denna del av energin som lagras i induktorn kommer att bilda en dämpningsoscillation med spikar med kondensatorerna och resistorerna i kollektorkretsen, och kommer att överlagras på avstängningsspänningen för att bilda en avstängningsspänningsspets. Detta avbrott av matningsspänningen kommer att producera samma magnetiseringsimpulsströmtransient som när primärspolen slås på, och detta brus kommer att ledas till ingångs- och utgångsterminalerna, vilket resulterar i ledningsstörningar och i värsta fall kan det gå sönder kopplingsröret.
2) Den högfrekventa omkopplingsströmslingan som består av pulstransformatorns primärspole, omkopplingsrör och filterkondensator kan producera stor rymdstrålning och bilda strålningsstörningar. Om kondensatorns filtreringskapacitet är otillräcklig eller om högfrekvensegenskaperna inte är bra, kommer högfrekvensimpedansen på kondensatorn att leda högfrekvent ström till växelströmsförsörjningen i ett differentiellt läge för att bilda ledningsstörningar.
Elektromagnetisk störning orsakad av diodlikriktarkrets
Den |di/dt| av den omvända återvinningsströmmen som genereras av likriktardioden i huvudkretsen är mycket mindre än svänghjulsdiodens. Som en elektromagnetisk störningskälla är störningsintensiteten som orsakas av den omvända återställningsströmmen för likriktardioden stor och frekvensbandet är brett. Spänningshoppet som genereras av likriktardioden är mycket mindre än det som genereras när strömbrytarröret i strömförsörjningen slås på och av. Därför är det möjligt att studera likriktarkretsen som en del av den elektromagnetiska interferenskopplingskanalen, oavsett påverkan av |dv/dt| och |di/dt| produceras av likriktardioder.
Samband mellan dv/dt och laststorlek
Dv/dt som genereras när strömbrytarröret slås på och av är den huvudsakliga störningskällan för att byta strömförsörjning. Teoretisk analys och experiment visar att värdet av |dv/dt| genererad av avstängning ökar med ökningen av belastningen, men ändringen av belastningen har liten effekt på |dv/dt| påslagen. Eftersom |dv/dt| som genereras när man slår på och av är olika, störningspulsen som genereras externt är också annorlunda.
