Аналіз методу проектування електромагнітної сумісності для імпульсного джерела живлення
Завдяки перевагам невеликого розміру та високого коефіцієнта потужності, імпульсне джерело живлення широко використовується в комунікації, управлінні, комп’ютері та інших галузях. Однак через електромагнітні перешкоди його подальше застосування певною мірою обмежене. У цій статті буде проаналізовано різні механізми електромагнітних перешкод імпульсного джерела живлення та на його основі запропоновано метод проектування електромагнітної сумісності імпульсного джерела живлення.
Аналіз електромагнітних перешкод імпульсного джерела живлення
Структура імпульсного джерела живлення показана на малюнку 1. Спочатку мережева частота змінного струму випрямляється в постійний, а потім перетворюється на високу частоту і, нарешті, виводиться через схему випрямлення та фільтрації для отримання стабільної напруги постійного струму. Невиправдана конструкція та схема схеми, механічна вібрація, погане заземлення тощо спричинять внутрішні електромагнітні перешкоди. У той же час індуктивність витоку трансформатора та пік, викликаний зворотним струмом відновлення вихідного діода, також є потенційними сильними джерелами перешкод.
1 Внутрішні джерела перешкод
● комутаційна схема
Схема комутатора в основному складається з комутаційної трубки та високочастотного трансформатора. Існує розподілена ємність між комутаційною трубкою та її радіатором, корпусом і внутрішніми проводами джерела живлення. Генерований ним du/dt має відносно великий імпульс, широку смугу частот і багаті гармоніки. Навантаження комутаційної трубки - це первинна котушка високочастотного трансформатора, яка є індуктивним навантаженням. Коли комутаційна трубка, яка спочатку була включена, вимикається, індуктивність витоку високочастотного трансформатора створює зустрічну електрорушійну силу E=-Ldi/dt, і її значення пропорційне швидкості зміни струму колектора і пропорційна індуктивності витоку, що накладається на напругу вимкнення. На напрузі відсічення утворюється пік напруги вимикання, що створює перешкоди провідності.
● Випрямні діоди для випрямних схем
Коли вихідний діод випрямляча відключається, виникає зворотний струм, і час, протягом якого він повертається до нуля, пов’язаний з такими факторами, як ємність переходу. Це призведе до великої зміни струму di/dt під впливом індуктивності витоку трансформатора та інших параметрів розподілу та створить сильні високочастотні перешкоди, частота яких може досягати десятків мегагерц.
● Підроблені параметри
Через роботу на вищій частоті характеристики низькочастотних компонентів імпульсного джерела живлення будуть змінюватися, що призведе до появи шуму. На високих частотах параметри розсіювання мають великий вплив на характеристики каналу зв'язку, а розподілена ємність стає каналом електромагнітних перешкод.
2 Зовнішні джерела перешкод
Зовнішні джерела перешкод можна розділити на перешкоди потужності та перешкоди блискавки, а перешкоди живлення існують у «загальному режимі» та «диференційному режимі». У той же час, оскільки мережа змінного струму безпосередньо з’єднана з випрямним мостом і ланцюгом фільтра, за півперіоду лише піковий час вхідної напруги має вхідний струм, що призводить до дуже низького коефіцієнта вхідної потужності потужності. постачання (близько 0,6). Крім того, цей струм містить велику кількість гармонійних складових струму, які спричинять гармонічне «забруднення» мережі.
ЕМС дизайн імпульсного джерела живлення
Є три необхідні умови для електромагнітних перешкод: джерело перешкод, середовище передачі та чутливе обладнання. Метою розробки ЕМС є знищення однієї з цих трьох умов. Для цього застосовуються основні методи: вимірювання схем, фільтрація електромагнітних перешкод, екранування, захист від перешкод на друкованій платі тощо.
1 Технологія м'якого перемикання для зменшення втрат при перемиканні та шуму при перемиканні
М’яке перемикання — це вдосконалена технологія перемикання, заснована на технології резонансу або з використанням технології керування в стані нульової напруги/струму, розроблена на основі жорсткого перемикання.
Метод реалізації м’якого перемикання: додавання малих котушок індуктивності, конденсаторів та інших резонансних компонентів у вихідну схему, введення резонансу до та після процесу перемикання та усунення перекриття напруги та струму. На рисунку 2 показаний базовий блок комутації з використанням технології м’якого комутації.
Використовуйте екранування для придушення випромінюваних та індукованих перешкод
Спектр перешкод імпульсного джерела живлення зосереджений у смузі частот нижче 30 МГц, а діаметр r<λ 2π="" is="" mainly="" an="" electromagnetic="" field="" of="" near-field="" nature,="" and="" it="" is="" a="" low-impedance="" field.="" materials="" with="" good="" electrical="" conductivity="" can="" be="" used="" to="" shield="" the="" electric="" field,="" while="" materials="" with="" high="" magnetic="" permeability="" can="" be="" used="" to="" shield="" the="" magnetic="" field.="" in="" addition,="" effective="" shielding="" measures="" should="" be="" taken="" for="" transformers,="" inductors,="" power="" devices,="" etc.="" the="" ventilation="" holes="" on="" the="" shielding="" shell="" are="" preferably="" circular,="" and="" the="" number="" of="" holes="" can="" be="" many="" if="" ventilation="" conditions="" are="" satisfied,="" and="" the="" size="" of="" each="" hole="" should="" be="" as="" small="" as="" possible.="" the="" seams="" are="" to="" be="" welded="" to="" ensure="" electromagnetic="" continuity.="" filtering="" measures="" should="" be="" taken="" at="" the="" lead-in="" and="" lead-out="" lines="" of="" the="" shielded="" enclosure.="" for="" electric="" field="" shielding,="" the="" shielding="" case="" must="" be="" grounded.="" for="" magnetic="" field="" shielding,="" the="" shielded="" case="" does="" not="" need="" to="" be="">
