Σχεδιασμός ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας μεταγωγικού τροφοδοτικού
Η ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (EMC) της τροφοδοσίας μεταγωγής αναφέρεται στη συνύπαρξη διαφόρων ηλεκτρικών συσκευών σε περιορισμένο εύρος χώρου, χρόνου και φάσματος χωρίς να προκαλείται υποβάθμιση της απόδοσης, η οποία περιλαμβάνει ηλεκτρομαγνητική διαταραχή (EMD) και ηλεκτρομαγνητική ευαισθησία (EMS). Το EMD αναφέρεται στο θόρυβο που εκπέμπεται από ηλεκτρικά προϊόντα, ενώ το EMS αναφέρεται στην ικανότητα των ηλεκτρικών προϊόντων να αντιστέκονται σε εξωτερικές ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές. Μια συσκευή με καλή ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα δεν πρέπει ούτε να επηρεάζεται από το περιβάλλον ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον ούτε να προκαλεί ηλεκτρομαγνητική διαταραχή.
Ο σωλήνας διακόπτη ισχύος στο τροφοδοτικό μεταγωγής έχει μεγάλο άλμα τάσης και ρεύματος κατά τη διαδικασία ενεργοποίησης-απενεργοποίησης σε υψηλή συχνότητα, δημιουργώντας έτσι ισχυρή ηλεκτρομαγνητική διαταραχή, αλλά το εύρος συχνοτήτων της διαταραχής (< 30MHz) is relatively low. The geometric size of most low-power switching power supplies is much smaller than the corresponding wavelength of 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium), and the electromagnetic disturbance phenomenon studied by switching power supply systems belongs to the range of quasi-stationary field. When studying their electromagnetic disturbance problems, the main consideration is conduction disturbance.
Ηλεκτρομαγνητική διαταραχή
Η συζήτηση της ηλεκτρομαγνητικής διαταραχής γενικά διεξάγεται από τρεις πτυχές: τα χαρακτηριστικά της πηγής διαταραχής, τα χαρακτηριστικά του καναλιού σύζευξης διαταραχών και τα χαρακτηριστικά του διαταραγμένου αντικειμένου.
1 τροφοδοτικό μεταγωγής στην κύρια πηγή ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών
Η πηγή ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών στην τροφοδοσία μεταγωγής περιλαμβάνει κυρίως συσκευές μεταγωγής, διόδους και μη γραμμικά παθητικά εξαρτήματα. Στην εναλλαγή τροφοδοσίας, η ακατάλληλη καλωδίωση των τυπωμένων πλακών είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας που προκαλεί ηλεκτρομαγνητική διαταραχή.
Ηλεκτρομαγνητική διαταραχή που προκαλείται από κύκλωμα μεταγωγής
Για την τροφοδοσία μεταγωγής, η ηλεκτρομαγνητική διαταραχή που δημιουργείται από το κύκλωμα μεταγωγής είναι μία από τις κύριες πηγές διαταραχών της τροφοδοσίας μεταγωγής. Το κύκλωμα μεταγωγής είναι ο πυρήνας της τροφοδοσίας μεταγωγής, ο οποίος αποτελείται κυρίως από σωλήνα μεταγωγής και μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας. Το dv/dt που δημιουργείται από αυτό είναι ένας παλμός με μεγάλο πλάτος, ευρεία ζώνη συχνοτήτων και πλούσιες αρμονικές. Οι κύριοι λόγοι αυτής της παρορμητικής διαταραχής είναι
1) Το φορτίο του σωλήνα διακόπτη είναι το κύριο πηνίο του μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας, το οποίο είναι ένα επαγωγικό φορτίο. Τη στιγμή που ο σωλήνας διακόπτη είναι ενεργοποιημένος, το πρωτεύον πηνίο παράγει ένα μεγάλο ρεύμα εισόδου και μια υψηλή τάση αιχμής εμφανίζεται και στα δύο άκρα του πρωτεύοντος πηνίου. Τη στιγμή που ο σωλήνας διακόπτη είναι απενεργοποιημένος, ένα μέρος της ενέργειας δεν μεταδίδεται από το πρωτεύον πηνίο στο δευτερεύον πηνίο λόγω της ροής διαρροής του πρωτεύοντος πηνίου και αυτό το μέρος της ενέργειας που αποθηκεύεται στον επαγωγέα θα σχηματίσει μια ταλάντωση εξασθένησης με αιχμές με τους πυκνωτές και τις αντιστάσεις στο κύκλωμα του συλλέκτη, και θα υπερτίθενται στην τάση απενεργοποίησης για να σχηματίσουν μια αιχμή τάσης απενεργοποίησης. Αυτή η διακοπή της τάσης τροφοδοσίας θα δημιουργήσει το ίδιο παροδικό ρεύμα παλμού μαγνήτισης όπως όταν είναι ενεργοποιημένο το πρωτεύον πηνίο και αυτός ο θόρυβος θα μεταφερθεί στους ακροδέκτες εισόδου και εξόδου, με αποτέλεσμα διαταραχή αγωγιμότητας και στη χειρότερη περίπτωση, μπορεί να καταρρεύσει ο σωλήνας διακόπτη.
2) Ο βρόχος ρεύματος μεταγωγής υψηλής συχνότητας που αποτελείται από πρωτεύον πηνίο μετασχηματιστή παλμών, σωλήνα μεταγωγής και πυκνωτή φίλτρου μπορεί να παράγει μεγάλη ακτινοβολία χώρου και να σχηματίσει διαταραχή ακτινοβολίας. Εάν η ικανότητα φιλτραρίσματος του πυκνωτή είναι ανεπαρκής ή τα χαρακτηριστικά υψηλής συχνότητας δεν είναι καλά, η σύνθετη αντίσταση υψηλής συχνότητας στον πυκνωτή θα οδηγήσει το ρεύμα υψηλής συχνότητας στο τροφοδοτικό AC σε διαφορική λειτουργία για να δημιουργήσει διαταραχή αγωγιμότητας.
Ηλεκτρομαγνητική διαταραχή που προκαλείται από κύκλωμα ανορθωτή διόδου
Το |di/dt| του ρεύματος ανάστροφης ανάκτησης που δημιουργείται από τη δίοδο ανορθωτή στο κύριο κύκλωμα είναι πολύ μικρότερο από αυτό της διόδου του σφονδύλου. Ως πηγή ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών, η ένταση της διαταραχής που προκαλείται από το ρεύμα αντίστροφης ανάκτησης της διόδου ανορθωτή είναι μεγάλη και η ζώνη συχνοτήτων είναι μεγάλη. Το άλμα τάσης που δημιουργείται από τη δίοδο ανορθωτή είναι πολύ μικρότερο από αυτό που δημιουργείται όταν ενεργοποιείται και απενεργοποιείται ο σωλήνας του διακόπτη ισχύος στην τροφοδοσία ρεύματος. Επομένως, είναι δυνατό να μελετηθεί το κύκλωμα ανορθωτή ως μέρος του καναλιού ζεύξης ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών, ανεξάρτητα από την επίδραση του |dv/dt| και |di/dt| που παράγονται από διόδους ανορθωτή.
Σχέση μεταξύ dv/dt και μεγέθους φορτίου
Το Dv/dt που δημιουργείται όταν ο σωλήνας διακόπτη τροφοδοσίας ενεργοποιείται και απενεργοποιείται είναι η κύρια πηγή διαταραχής της τροφοδοσίας μεταγωγής. Η θεωρητική ανάλυση και τα πειράματα δείχνουν ότι η τιμή του |dv/dt| που δημιουργείται από την απενεργοποίηση αυξάνεται με την αύξηση του φορτίου, αλλά η αλλαγή του φορτίου έχει μικρή επίδραση στο |dv/dt| άναψε. Επειδή το |dv/dt| που δημιουργείται κατά την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση είναι διαφορετικός, ο παλμός διαταραχής που δημιουργείται εξωτερικά είναι επίσης διαφορετικός.
