Аналіз причин виникнення електромагнітних перешкод в імпульсних джерелах живлення
Імпульсні джерела живлення можна розділити на мостові, напівмостові, двотактні та інші типи відповідно до типу основної схеми. Однак, незалежно від типу імпульсного джерела живлення, він видає сильний шум під час роботи. Вони проводять назовні через лінії електропередач у загальному або диференціальному режимі, одночасно випромінюючи в навколишній простір. Імпульсні джерела живлення також чутливі до зовнішнього шуму, що проникає в електромережу, і передають його на інші електронні пристрої, створюючи перешкоди.
Після введення живлення змінного струму в імпульсне джерело живлення мостовий випрямляч V1-V4 організовується в напругу постійного струму Vi та подається на первинну обмотку L1 і комутатор V5 високочастотного трансформатора. Базовий вхід перемикаючої трубки V5 - це високочастотна прямокутна хвиля в діапазоні від десятків до сотень кГц, а її частота повторення та робочий цикл визначаються вимогами до вихідної напруги постійного струму VO. Імпульсний струм, посилений комутаційною трубкою, подається на вторинне коло за допомогою високочастотного трансформатора. Коефіцієнт першого витка високочастотного трансформатора також визначається вимогами до вихідної постійної напруги ВО. Високочастотний імпульсний струм випрямляється діодом V6 і фільтрується С2 для формування постійної вихідної напруги VO. Таким чином, імпульсне джерело живлення створюватиме шум і електромагнітні перешкоди в наступних аспектах.
(1) Високочастотна петля комутаційного струму, що складається з первинної обмотки високочастотного трансформатора L1, комутаційної трубки V5 і фільтруючого конденсатора C1, може генерувати велике просторове випромінювання. Якщо фільтрація конденсатора недостатня, струм високої частоти також буде передаватися на вхід джерела змінного струму в диференціальному режимі.
(2) Вторинна обмотка L2 високочастотного трансформатора, випрямний діод V6 і конденсатор фільтра C2 також утворюють петлю високочастотного комутаційного струму, яка генеруватиме просторове випромінювання. Якщо фільтр конденсатора недостатній, високочастотний струм буде змішуватися з вихідною напругою постійного струму у вигляді диференціальної модульної форми для проведення назовні.
(3) Існує розподілений конденсатор Cd між первинною та вторинною обмотками високочастотного трансформатора, і високочастотна напруга первинної обмотки безпосередньо з’єднується з вторинною через ці розподілені конденсатори, створюючи синфазний шум в одній фазі на дві вихідні лінії живлення постійного струму вторинної обмотки. Якщо опір двох проводів до землі незбалансований, він також перетвориться на шум диференціального режиму.
(4) Вихідний випрямний діод V6 генеруватиме зворотний імпульсний струм. Коли діод проводить в прямому напрямку, заряд накопичується всередині PN-переходу. Коли діод подає зворотну напругу, накопичений заряд зникає і генерується зворотний струм. Оскільки струм перемикання має бути випрямлений діодом, час для переходу діода від провідності до відключення дуже короткий, і за короткий проміжок часу накопичувальний заряд повинен зникнути, що призведе до сплеску зворотного струму. Через розподілену індуктивність, ємність і стрибки у вихідній лінії постійного струму виникають високочастотні коливання затухання, що є різновидом шуму диференціального режиму.
(5) Навантаженням комутаційної трубки V5 є первинна котушка L1 високочастотного трансформатора, яка є індуктивним навантаженням. Таким чином, коли перемикач увімкнено або вимкнено, на обох кінцях трубки буде високий пік пікової напруги, і цей шум буде передаватися на вхідні та вихідні клеми.
(6) Існує розподілена ємність CI між колектором комутаційної трубки V5 і радіатором K, тому високочастотний струм комутації буде проходити через CI до радіатора K, потім до заземлення корпусу і, нарешті, до захисного заземлення. дріт PE лінії електропередач змінного струму, підключений до заземлення корпусу, тим самим генеруючи синфазне випромінювання. Лінії живлення L і N мають певний опір щодо PE, і якщо опір незбалансований, синфазний шум також може перетворитися на диференціальний шум.
