Заходи по обмеженню електромагнітних перешкод імпульсного джерела живлення
Зазвичай контроль EMI імпульсного джерела живлення в основному використовує технологію фільтрації, технологію екранування, технологію герметизації та технологію заземлення. Залежно від шляху передачі електромагнітні перешкоди можна розділити на перешкоди провідності та перешкоди випромінювання. Імпульсне джерело живлення в основному створює перешкоди, і його діапазон частот найширший, приблизно 10 кГц-30МГц. Контрзаходи для придушення кондуктивних перешкод в основному застосовуються в трьох діапазонах частот: 10 кГц-150кГц, 150 кГц-10МГц і вище. Звичайні перешкоди знаходяться в основному в діапазоні від 10 кГц до 150 кГц, що зазвичай усувається загальним фільтром LC. Синфазні перешкоди в основному знаходяться в діапазоні 150 кГц -10 МГц, що зазвичай усувається за допомогою синфазного фільтра. Контрзаходи для смуги частот вище 10 МГц полягають у покращенні форми фільтра та вживанні заходів із захисту від електромагнітного випромінювання.
Використовується 1 фільтр EMI з входом змінного струму.
Зазвичай існує два способи передачі струму перешкод по провіднику: синфазний і диференціальний режим. Синфазні перешкоди – це перешкоди між рідиною-носієм і землею: перешкоди мають однакову величину та напрямок і існують між будь-якою відносною землею джерела живлення або між нейтральною лінією та землею, яка в основному створюється du/ dt і di/dt також створюють певні синфазні перешкоди. Інтерференція диференціального режиму – це інтерференція між рідинами-носіями: інтерференція однакова за величиною та протилежна за напрямком і існує між фазною лінією та нейтральною лінією джерела живлення, а також фазовою лінією та фазовою лінією. Коли струм перешкоди передається по провіднику, він може проявлятися як в загальному, так і в диференціальному режимі. Однак синфазний струм завади може заважати корисним сигналам лише після того, як він стане диференціальним струмом завади.
У лінії електропередачі змінного струму існують два вищезазначені види перешкод, як правило, низькочастотні перешкоди в диференціальному режимі та високочастотні перешкоди в загальному режимі. Загалом амплітуда перешкод диференціального режиму мала, частота низька, а викликана перешкода невелика; Синфазні перешкоди мають велику амплітуду та високу частоту, а також можуть створювати випромінювання через дроти, що викликає великі перешкоди. Якщо на вхідному кінці джерела змінного струму використовується відповідний фільтр електромагнітних перешкод, електромагнітні перешкоди можуть бути ефективно придушені. Основний принцип електромагнітного фільтра лінії електропередачі показаний на малюнку 1, у якому конденсатори диференціального режиму C1 і C2 використовуються для короткого замикання струму перешкод диференціального режиму, тоді як конденсатори заземлення проміжної лінії C3 і C4 використовуються для короткого замикання ланцюг синфазного струму перешкод. Синфазна дросельна котушка складається з двох котушок однакової товщини, намотаних на магнітопроводі в одному напрямку. Якщо магнітний зв’язок між двома котушками дуже близький, індуктивність витоку буде дуже малою, що погано в діапазоні частот лінії електропередачі.
Реактивний опір моди стане дуже малим; Коли струм навантаження протікає через синфазний дросель, лінії магнітного поля, створювані котушками, з’єднаними послідовно на фазовій лінії, протилежні силам, створюваним котушками, з’єднаними послідовно на нейтральній лінії, і вони компенсують одна одну в магнітний сердечник. Тому навіть при великому струмі навантаження магнітопровод не буде насичуватися. Для струму синфазної перешкоди магнітні поля, створювані двома котушками, знаходяться в одному напрямку, що представлятиме велику індуктивність, таким чином відіграючи роль у ослабленні сигналу синфазної перешкоди. Тут дросель синфазної котушки має бути виготовлений з феритового магнітного матеріалу з високою проникністю та хорошими частотними характеристиками.
2 Використання схеми поглинання для покращення форми сигналу перемикання
Під час увімкнення та вимикання перемикаючої трубки або діода існує індуктивність витоку трансформатора, лінійна індуктивність, накопичувальна ємність діода та розподілена ємність, які легко генерують пікову напругу на колекторі, емітері та діоді перемикаючої трубки. . Зазвичай використовують схему поглинання RC/RCD і схему поглинання перенапруги RCD.
Коли напруга в ланцюзі поглинання перевищує певну амплітуду, кожен пристрій швидко вмикається, таким чином вивільняючи енергію стрибка та обмежуючи стрибок напруги до певної амплітуди. Котушка магнітного сердечника, що насичується, або мікрокристалічні магнітні кульки з’єднані послідовно на колекторі комутаційної трубки та позитивному проводі вихідного діода, матеріалом, як правило, є кобальт (Co). При проходженні нормального струму магнітопровод насичується, а індуктивність дуже мала. Коли струм буде текти у зворотному напрямку, він створюватиме велику зворотну ЕРС, яка може ефективно пригнічувати зворотний імпульсний струм діода VD.
3 з використанням технології частотної модуляції перемикання
Технологія регулювання частоти заснована на тому, що енергія комутаційних перешкод в основному зосереджена на певній частоті і має великий спектральний пік. Якщо ці енергії можна розсіяти в ширшій смузі частот, можна досягти мети зменшення пікового значення спектра перешкод. Зазвичай існує два методи обробки: метод випадкової частоти та метод частоти модуляції.
Метод випадкової частоти полягає в додаванні випадкової складової збурення до інтервалу перемикання ланцюга, так що енергія перешкоди перемикання розсіюється в певному діапазоні частот. Дослідження показує, що спектр комутаційних перешкод змінився від дискретної пікової імпульсної перешкоди до безперервної розподіленої перешкоди, а його пікове значення значно впало.
Метод частотної модуляції полягає в додаванні хвилі людської модуляції (білого шуму) до пилкоподібної хвилі, формування бічної смуги навколо дискретної смуги частот, яка створює перешкоди, і модуляції дискретної смуги частот перешкод у розподілену смугу частот. Таким чином, енергія перешкод розсіюється на ці діапазони частот розподілу. За умови відсутності впливу на робочі характеристики перетворювача, цей спосіб управління може добре пригнічувати перешкоди при включенні та виключенні.
4 Прийнято технологію плавного перемикання.
Одна з перешкод імпульсного джерела живлення походить від du/dt, коли перемикач живлення увімкнено/вимкнено. Тому зменшення du/dt трубки перемикача живлення є важливим заходом для придушення перешкод імпульсного джерела живлення. Технологія плавного перемикання може зменшити du/dt трубки перемикання увімкнення/вимкнення.
Якщо невеликий резонансний елемент, такий як індуктивність і ємність, додати до ланцюга вмикання-вимкнення, утворюється допоміжна мережа. Процес резонансу індукується до і після процесу перемикання, так що напруга падає до нуля перед увімкненням перемикача, так що явище накладення напруги та струму в процесі перемикання може бути усунено, а також втрати при перемиканні та перешкоди можуть бути зменшені або навіть ліквідовані. Ця схема називається схемою м'якого перемикання.
