Egenskaperna för omkoppling av strömförsörjning och mekanismen för generering av elektromagnetisk interferens
Det finns fyra grundläggande egenskaper för att byta strömförsörjning:
① Platsen är relativt tydlig. Huvudsakligen koncentrerad till strömbrytare, dioder och anslutna kylflänsar och högfrekvenstransformatorer;
② Energiomvandlingsanordningen arbetar i ett på/av-läge. På grund av det faktum att en omkopplingsströmkälla är en energiomvandlingsanordning som arbetar i ett omkopplingstillstånd, är dess spännings- och strömförändringshastigheter höga, vilket resulterar i betydande störningsintensitet;
③ Ledningen för strömkretskort (PCB) är vanligtvis manuellt anordnade. Detta arrangemang gör det mycket godtyckligt, vilket ökar svårigheten att extrahera PCB-distributionsparametrar och förutsäga och utvärdera närfältsinterferens;
④ Växlingsfrekvensen är stor och sträcker sig från tiotusentals Hz till flera megahertz. De huvudsakliga formerna av interferens är ledningsstörningar och närfältsstörningar.
Mekanism för generering av elektromagnetiska störningar
Elektromagnetisk störning som genereras av omkopplingskretsar
Omkopplingskretsen är kärnan i strömförsörjningen, huvudsakligen sammansatt av kopplingsrör och högfrekventa transformatorer. Dv/dt som genereras av den är en puls med stor amplitud, ett brett frekvensband och rika övertoner. Huvudorsakerna till denna pulsstörning är tvåfaldiga: å ena sidan är strömbrytarens belastning primärspolen i en högfrekvenstransformator, som är en induktiv belastning. I det ögonblick när omkopplarröret slås på, genererar primärspolen en stor överspänningsström och en hög överspänningstoppspänning uppträder i båda ändarna av primärspolen; I ögonblicket för kopplingsrörets urkoppling, på grund av läckageflödet från primärspolen, överförs inte en del av energin från primärspolen till sekundärspolen. Energin som lagras i induktorn kommer att bilda en avklingande oscillation med spikar tillsammans med kapacitansen och resistansen i kollektorkretsen, som kommer att överlagras på avstängningsspänningen för att bilda en avstängningsspänningsspik. Denna typ av spänningsavbrott i strömförsörjningen kommer att generera samma magnetiseringsöverspänningsströmtransient som när primärspolen är ansluten, och detta brus kommer att överföras till ingångs- och utgångsterminalerna och bildar ledande interferens. Å andra sidan kan den högfrekventa omkopplingsströmslingan som består av primärspolen, omkopplarröret och filterkondensatorn hos pulstransformatorn generera betydande rumslig strålning, vilket bildar strålningsstörningar.
Störningen som orsakas av den omvända återhämtningstiden för dioden i högfrekvenslikriktarkretsen orsakas av en stor framåtström som flyter genom likriktardioden under framåtledning. När den stängs av på grund av den omvända förspänningen, på grund av ackumuleringen av fler bärare i PN-övergången, kommer strömmen att flyta i motsatt riktning under perioden innan bärarna försvinner, vilket orsakar en kraftig minskning av den omvända återvinningsströmmen på bärarna försvinner och orsakar en betydande strömförändring (di/dt).
Åtgärder för att dämpa elektromagnetiska störningar
De tre elementen som bildar elektromagnetisk interferens är störningskällan, utbredningsvägen och störd utrustning. Därför bör undertryckning av elektromagnetiska störningar göras från dessa tre aspekter.
Syftet är att undertrycka störningskällor, eliminera koppling och strålning mellan störkällor och störd utrustning, förbättra anti-interferensförmågan hos störd utrustning och därigenom förbättra den elektromagnetiska kompatibilitetsprestandan hos switchade strömförsörjningar.
Använda filter för att undertrycka elektromagnetiska störningar
Filtrering är en viktig metod för att undertrycka elektromagnetiska störningar, som effektivt kan undertrycka elektromagnetiska störningar som kommer in i utrustningen i elnätet och även undertrycka elektromagnetiska störningar som kommer in i elnätet i utrustningen. Installation av ett switchande effektfilter i ingångs- och utgångskretsarna på en switchande strömförsörjning kan inte bara lösa problemet med ledningsstörningar, utan också ett viktigt vapen för att lösa strålningsstörningar. Tekniken för undertryckande av filtrering är uppdelad i två metoder: passiv filtrering och aktiv filtrering.
Passiv filtreringsteknik
Passiva filtreringskretsar är enkla, kostnadseffektiva och pålitliga, vilket gör dem till ett effektivt sätt att undertrycka elektromagnetiska störningar. Passiva filter är sammansatta av induktans-, kapacitans- och resistanskomponenter och deras direkta funktion är att lösa ledande emissioner.
På grund av den stora kapaciteten hos filtreringskondensatorn i den ursprungliga strömförsörjningskretsen genereras pulstoppströmmar i likriktarkretsen, som är sammansatta av ett stort antal övertonsströmmar av hög ordning och orsakar störningar på elnätet; Dessutom kommer ledningen eller avstängningen av omkopplarröret i kretsen, såväl som transformatorns primära spole, att generera pulserande ström. På grund av den höga strömförändringshastigheten genereras inducerade strömmar av olika frekvenser i de omgivande kretsarna, inklusive differential- och common mode-störningssignaler. Dessa störningssignaler kan överföras till andra ledningar i elnätet och störa andra elektroniska enheter genom två kraftledningar. Differentialmodfiltreringsdelen i figuren kan minska interferenssignalerna för differentialmoden inuti strömförsörjningen och kan kraftigt dämpa de elektromagnetiska störsignalerna som genereras av själva utrustningen under drift och överföra dem till elnätet. Enligt lagen om elektromagnetisk induktion erhålls E-Ldi/dt, där E är spänningsfallet i båda ändarna av L, L är induktansen och di/dt är hastigheten för strömändringen. Uppenbarligen, ju mindre strömändringshastigheten är, desto större erfordras induktans.
