Elektromagnetisk kompatibilitetsteknik för att byta strömförsörjning
Orsakerna till de elektromagnetiska kompatibilitetsproblemen som orsakas av byte av strömförsörjning är ganska komplicerade eftersom de fungerar under omkopplingsförhållanden med hög spänning och hög ström. När det gäller hela maskinens elektromagnetiska egenskaper finns det huvudsakligen vanlig impedanskoppling, linje-till-linje-koppling, elektrisk fältkoppling, magnetfältskoppling och elektromagnetisk vågkoppling. Den gemensamma impedanskopplingen är huvudsakligen den elektriska gemensamma impedansen mellan störningskällan och den störda kroppen, genom vilken störsignalen kommer in i den störda kroppen. Linje-till-linje-koppling är huvudsakligen den ömsesidiga kopplingen av ledningar eller PCB-linjer som genererar störspänning och ström på grund av parallella ledningar. Den elektriska fältkopplingen beror huvudsakligen på existensen av potentialskillnaden, som genererar fältkopplingen av det inducerade elektriska fältet till den störda kroppen. Magnetisk fältkoppling hänvisar huvudsakligen till kopplingen av det lågfrekventa magnetfältet som genereras nära den högströmspulserande kraftledningen till det störande föremålet. Elektromagnetisk fältkoppling beror huvudsakligen på de högfrekventa elektromagnetiska vågorna som genereras av pulserande spänning eller ström som strålar ut genom rymden, och koppling till motsvarande störda kropp. Faktum är att varje kopplingsmetod inte kan särskiljas strikt, men betoningen är annorlunda.
I strömförsörjningen arbetar huvudströmkopplingsröret i ett högfrekvent kopplingsläge vid en mycket hög spänning. Switchspänningen och switchströmmen är nära fyrkantsvågor. Från spektrumanalysen innehåller fyrkantvågssignalen rika övertoner av hög ordning. Frekvensspektrumet för den högre övertonen kan nå mer än 1000 gånger fyrkantvågsfrekvensen. Samtidigt, på grund av läckinduktansen och den distribuerade kapacitansen hos krafttransformatorn och det icke-ideala arbetstillståndet för huvudströmbrytaren, genereras ofta högfrekventa och högspänningstoppar övertonssvängningar när högfrekvensen slås på eller av . De högre övertonerna som genereras av den harmoniska svängningen överförs till den interna kretsen genom den fördelade kapacitansen mellan kopplingsröret och radiatorn eller utstrålas till utrymmet genom radiatorn och transformatorn. Omkopplingsdioder som används för likriktning och frigång är också en viktig orsak till högfrekventa störningar. Eftersom likriktnings- och frihjulsdioderna arbetar i ett högfrekvent omkopplingstillstånd, gör förekomsten av den parasitära induktansen hos diodens ledning, förekomsten av kopplingskapacitansen och påverkan av den omvända återvinningsströmmen att den fungerar vid en mycket hög spänning och strömändringshastighet och producera högfrekventa svängningar. Likriktnings- och frihjulsdioderna är i allmänhet närmare strömförsörjningens utgångsledning, och de högfrekventa störningarna som genereras av dem överförs med största sannolikhet genom DC-utgångsledningen. För att förbättra effektfaktorn antar strömförsörjningen en aktiv effektfaktorkorrigeringskrets. Samtidigt, för att förbättra effektiviteten och tillförlitligheten hos kretsen och minska den elektriska spänningen hos kraftenheten, används ett stort antal mjuka omkopplingsteknologier. Bland dem är nollspänning, nollström eller nollspänning/nollströmbrytarteknik den mest använda. Denna teknik reducerar kraftigt de elektromagnetiska störningar som genereras av omkopplingsenheter. De flesta av de mjukkopplande icke-förstörande absorptionskretsarna använder emellertid L och C för energiöverföring och använder diodernas enkelriktade ledningsförmåga för att realisera enkelriktad energiomvandling. Därför blir dioderna i resonanskretsen en viktig källa till elektromagnetiska störningar.
Switchande strömförsörjningar använder i allmänhet energilagringsspoler och kondensatorer för att bilda L- och C-filterkretsar för att filtrera differential- och common-mod-störningssignaler. På grund av den fördelade kapacitansen hos induktansspolen reduceras induktansspolens självresonansfrekvens, så att ett stort antal högfrekventa störsignaler passerar genom induktansspolen och fortplantar sig utåt längs växelströmsledningen eller DC-utgången linje. När störningssignalens frekvens ökar leder effekten av filterkondensatorns ledningsinduktans till en kontinuerlig minskning av kapacitansen och filtreringseffekten, och leder till och med till förändringar i kondensatorparametrarna, vilket också är en orsak till elektromagnetisk störning.
Lösningar för elektromagnetisk kompatibilitet
Ur perspektivet av de tre delarna av elektromagnetisk kompatibilitet, för att lösa problemet med elektromagnetisk kompatibilitet för växlande strömförsörjning, kan vi utgå från tre aspekter: för det första, minska störningssignalen som genereras av störningskällan; för det andra, avbryt utbredningsvägen för störsignalen; tredje, Förbättra förmågan att motverka trakasserier hos den trakasserade kroppen. När man löser den interna kompatibiliteten för omkopplingsströmförsörjningen kan ovanstående tre metoder användas heltäckande, baserat på kostnads-nyttoförhållandet och enkel implementering. Därför kan externa störningar som genereras av omkoppling av strömförsörjning, såsom harmoniska strömmar i kraftledningar, störningar i kraftledningsledning och strålningsstörningar från elektromagnetiska fält, endast lösas genom att minska störningskällan. Å ena sidan kan det förbättra designen av ingångs-/utgångsfilterkretsen, förbättra APFC-kretsens prestanda, minska spännings- och strömändringshastigheten för omkopplingsröret, likriktaren och frihjulsdioden och anta olika mjuka omkopplingskretstopologier och kontrollmetoder etc.; den andra Å ena sidan, stärka höljets skärmningseffekt, förbättra höljets gapläckage och utföra god jordningsbehandling. För externa anti-störningsfunktioner (såsom överspänningar och blixtnedslag) bör åskskyddskapaciteten för AC-ingången och DC-utgångsportarna optimeras. Vanligtvis, för den kombinerade blixtnedslagsvågformen på 1,2/50μs öppen spänning och 8/20μs kortslutningsström, på grund av den lilla energin, löses det vanligtvis genom att kombinera zinkoxidvaristorer och fyrkantiga gasrör. För elektrostatisk urladdning, vanligtvis i den lilla signalkretsen för kommunikationsporten och kontrollporten, använd TVS-rör och motsvarande jordningsskydd, öka det elektriska avståndet mellan den lilla signalkretsen och chassit, etc. för att lösa eller välja enheter med anti- statisk störning. Den snabba transienta signalen innehåller ett mycket brett frekvensspektrum, och det är lätt att passera in i styrkretsen i form av common mode. Samma metod som antistatisk används för att minska den distribuerade kapacitansen för common-mode-induktansen och stärka common-mode-signalfiltreringen av ingångskretsen (plus Common-mode kondensatorer eller ferritkärnor med insättningsförlust, etc.) för att förbättra immuniteten av systemet.
För att minska den interna störningen av strömförsörjningen, inse sin egen elektromagnetiska kompatibilitet och förbättra stabiliteten och tillförlitligheten hos strömförsörjningen, bör följande aspekter startas:
①Var uppmärksam på korrekt uppdelning av digitala kretsar och modulkretsar PCB-ledningar;
②Frånkoppling av digital krets och analog krets strömförsörjning;
③Enpunktsjordning av digitala kretsar och analoga kretsar, enpunktsjordning av högströmskretsar och lågströmskretsar, speciellt ström- och spänningssamplingskretsar, för att minska vanliga resistansstörningar och påverkan av jordringar. Var uppmärksam på avståndet mellan intilliggande linjer och signalegenskaper vid ledningar, undvik överhörning, minska området som omges av utgångslikriktarkretsen, frihjulsdiodkretsen och grenfilterkretsen, minska läckaget från transformatorn, den fördelade kapacitansen hos filterinduktor och använd filterkondensatorer med höga resonansfrekvenser.
