Аналіз методів проектування електромагнітної сумісності для імпульсних джерел живлення
Імпульсні джерела живлення широко використовуються в комунікації, управлінні, комп’ютері та інших сферах завдяки своїм перевагам, таким як малий розмір і високий коефіцієнт потужності. Однак через генерацію електромагнітних перешкод його подальше застосування певною мірою обмежене. У цій статті буде проаналізовано різні механізми електромагнітних перешкод в імпульсних джерелах живлення, і на основі цього запропоновано метод проектування електромагнітної сумісності для імпульсних джерел живлення.
Аналіз електромагнітних перешкод в імпульсних джерелах живлення
Структура імпульсного джерела живлення показана на малюнку 1. Спочатку змінний струм мережевої частоти випрямляється в постійний, потім інвертується у високочастотний і, нарешті, виводиться через схему випрямлення та фільтрації для отримання стабільної напруги постійного струму. Нерозумна конструкція та схема схеми, механічна вібрація, погане заземлення тощо можуть спричинити внутрішні електромагнітні перешкоди. У той же час індуктивність витоку трансформатора та пік, викликаний зворотним струмом відновлення вихідного діода, також є потенційними джерелами сильних перешкод.
Внутрішнє джерело перешкод
● Схема комутації
Схема комутації в основному складається з комутаційних трубок і високочастотних трансформаторів. Існує розподілена ємність між комутаційною трубкою та її радіатором, оболонкою та проводами всередині джерела живлення. Генерований нею du/dt має велику амплітуду імпульсів, широку смугу частот і багаті гармоніки. Навантаження комутаційної трубки є первинною котушкою високочастотного трансформатора та є індуктивним навантаженням. Коли вихідний провідний перемикач вимкнено, індуктивність витоку високочастотного трансформатора створює зворотну електрорушійну силу E=- Ldi/dt, яка пропорційна швидкості зміни струму колектора та індуктивності витоку. Воно накладається на напругу вимикання, щоб утворити пік напруги вимикання, таким чином утворюючи провідні перешкоди.
● Випрямні діоди для випрямних схем
Коли вихідний діод випрямляча відключається, виникає зворотний струм, і час, необхідний для відновлення до нуля, пов’язаний з такими факторами, як ємність переходу. Він генеруватиме значні зміни струму di/dt під впливом індуктивності витоку трансформатора та інших параметрів розподілу, що призведе до сильних високочастотних перешкод із частотою до десятків мегагерц.
● Страйкові параметри
Через роботу на високих частотах характеристики низькочастотних компонентів в імпульсних джерелах живлення можуть змінюватися, що призводить до шуму. На високих частотах паразитні параметри мають значний вплив на характеристики каналу зв’язку, і розподілена ємність стає каналом для електромагнітних перешкод.
2 Зовнішні джерела перешкод
Зовнішні джерела перешкод можна розділити на перешкоди від потужності та перешкоди від блискавки, тоді як перешкоди від потужності існують як у «загальному режимі», так і в «диференційному режимі». У той же час, завдяки прямому підключенню мережі змінного струму до випрямного моста та схеми фільтра, лише час піку вхідної напруги має вхідний струм протягом півперіоду, що призводить до дуже низького коефіцієнта вхідної потужності (приблизно { {0}}.6) джерела живлення. Крім того, цей струм містить велику кількість гармонійних складових, які можуть викликати гармонічне «забруднення» електромережі.
