Μέτρα για τον περιορισμό των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών της τροφοδοσίας μεταγωγής
Συνήθως, ο έλεγχος EMI της τροφοδοσίας μεταγωγής υιοθετεί κυρίως τεχνολογία φιλτραρίσματος, τεχνολογία θωράκισης, τεχνολογία σφράγισης και τεχνολογία γείωσης. Οι παρεμβολές EMI μπορούν να χωριστούν σε παρεμβολές αγωγιμότητας και παρεμβολές ακτινοβολίας ανάλογα με τη διαδρομή μετάδοσης. Το τροφοδοτικό μεταγωγής προκαλεί κυρίως παρεμβολές και το εύρος συχνοτήτων του είναι το ευρύτερο, περίπου 10 kHz-30MHz. Τα αντίμετρα για την καταστολή των διερχόμενων παρεμβολών επιλύονται βασικά σε τρεις ζώνες συχνοτήτων: 10kHz-150kHz, 150kHz-10MHz και άνω. Η κανονική παρεμβολή είναι κυρίως στην περιοχή από 10kHz έως 150kHz, η οποία γενικά επιλύεται με το γενικό φίλτρο LC. Η παρεμβολή κοινής λειτουργίας είναι κυρίως στην περιοχή των 150 kHz-10 MHz, η οποία συνήθως επιλύεται με φίλτρο απόρριψης κοινής λειτουργίας. Τα αντίμετρα για τη ζώνη συχνοτήτων άνω των 10 MHz είναι η βελτίωση του σχήματος του φίλτρου και η λήψη μέτρων ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης.
Υιοθετείται 1 φίλτρο EMI με είσοδο AC.
Συνήθως, υπάρχουν δύο τρόποι μετάδοσης ρεύματος παρεμβολής στον αγωγό: κοινή λειτουργία και διαφορική λειτουργία. Η παρεμβολή κοινής λειτουργίας είναι η παρεμβολή μεταξύ του ρευστού μεταφοράς και της γης: η παρεμβολή έχει το ίδιο μέγεθος και κατεύθυνση και υπάρχει μεταξύ οποιασδήποτε σχετικής γείωσης του τροφοδοτικού ή μεταξύ της ουδέτερης γραμμής και της γης, η οποία δημιουργείται κυρίως από το du/ dt και το di/dt παράγει επίσης ορισμένες παρεμβολές κοινού τρόπου λειτουργίας. Η παρεμβολή διαφορικού τρόπου είναι η παρεμβολή μεταξύ ρευστών μεταφοράς: η παρεμβολή είναι ίση σε μέγεθος και αντίθετη στην κατεύθυνση, και υπάρχει μεταξύ της γραμμής φάσης και της ουδέτερης γραμμής του τροφοδοτικού και της γραμμής φάσης και της γραμμής φάσης. Όταν το ρεύμα παρεμβολής μεταδίδεται στον αγωγό, μπορεί να εμφανιστεί τόσο σε κοινή λειτουργία όσο και σε διαφορική λειτουργία. Ωστόσο, το ρεύμα παρεμβολής κοινής λειτουργίας μπορεί να επηρεάσει χρήσιμα σήματα μόνο αφού γίνει ρεύμα παρεμβολής διαφορικής λειτουργίας.
Υπάρχουν τα παραπάνω δύο είδη παρεμβολών στη γραμμή μεταφοράς ισχύος AC, συνήθως παρεμβολές διαφορικού τρόπου λειτουργίας χαμηλής συχνότητας και παρεμβολές κοινής λειτουργίας υψηλής συχνότητας. Γενικά, το πλάτος της παρεμβολής διαφορικού τρόπου λειτουργίας είναι μικρό, η συχνότητα είναι χαμηλή και η παρεμβολή που προκαλείται είναι μικρή. Η παρεμβολή κοινής λειτουργίας έχει μεγάλο πλάτος και υψηλή συχνότητα και μπορεί επίσης να παράγει ακτινοβολία μέσω καλωδίων, η οποία προκαλεί μεγάλες παρεμβολές. Εάν χρησιμοποιείται ένα κατάλληλο φίλτρο EMI στο άκρο εισόδου του τροφοδοτικού AC, οι ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές μπορούν να κατασταλεί αποτελεσματικά. Η βασική αρχή του φίλτρου EMI γραμμής ισχύος φαίνεται στο σχήμα 1, στο οποίο οι πυκνωτές διαφορικής λειτουργίας C1 και C2 χρησιμοποιούνται για να βραχυκυκλώσουν το ρεύμα παρεμβολής διαφορικής λειτουργίας, ενώ οι πυκνωτές γείωσης ενδιάμεσης γραμμής C3 και C4 για βραχυκύκλωμα κυκλώστε το ρεύμα παρεμβολής κοινού τρόπου λειτουργίας. Το πηνίο τσοκ κοινής λειτουργίας αποτελείται από δύο πηνία ίσου πάχους και τυλίγονται σε μαγνητικό πυρήνα στην ίδια κατεύθυνση. Εάν η μαγνητική σύζευξη μεταξύ των δύο πηνίων είναι πολύ κοντά, η επαγωγή διαρροής θα είναι πολύ μικρή, η οποία είναι φτωχή στο εύρος συχνοτήτων της γραμμής ισχύος.
Η αντίδραση τρόπου λειτουργίας θα γίνει πολύ μικρή. Όταν το ρεύμα φορτίου ρέει μέσω του τσοκ κοινού τρόπου λειτουργίας, οι γραμμές μαγνητικού πεδίου που δημιουργούνται από τα πηνία που συνδέονται σε σειρά στη γραμμή φάσης είναι αντίθετες από αυτές που δημιουργούνται από τα πηνία που συνδέονται σε σειρά στην ουδέτερη γραμμή και αλληλοακυρώνονται στη γραμμή μαγνητικός πυρήνας. Επομένως, ακόμη και στην περίπτωση μεγάλου ρεύματος φορτίου, ο μαγνητικός πυρήνας δεν θα είναι κορεσμένος. Για το ρεύμα παρεμβολής κοινού τρόπου, τα μαγνητικά πεδία που δημιουργούνται από τα δύο πηνία είναι στην ίδια κατεύθυνση, η οποία θα παρουσιάσει μια μεγάλη αυτεπαγωγή, παίζοντας έτσι έναν ρόλο στην εξασθένιση του σήματος παρεμβολής κοινού τρόπου λειτουργίας. Εδώ, το πηνίο τσοκ κοινής λειτουργίας πρέπει να είναι κατασκευασμένο από μαγνητικό υλικό φερρίτη με υψηλή διαπερατότητα και καλά χαρακτηριστικά συχνότητας.
2 Χρήση κυκλώματος απορρόφησης για βελτίωση κυματομορφής μεταγωγής
Κατά την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του σωλήνα ή της διόδου διακόπτη, υπάρχει αυτεπαγωγή διαρροής μετασχηματιστή, αυτεπαγωγή γραμμής, χωρητικότητα αποθήκευσης διόδου και κατανεμημένη χωρητικότητα, που είναι εύκολο να δημιουργήσουν τάση αιχμής στον συλλέκτη, τον πομπό και τη δίοδο του σωλήνα διακόπτη . Συνήθως, υιοθετείται κύκλωμα απορρόφησης RC/RCD και κύκλωμα απορρόφησης τάσης υπέρτασης RCD.
Όταν η τάση στο κύκλωμα απορρόφησης υπερβαίνει ένα ορισμένο πλάτος, κάθε συσκευή ενεργοποιείται γρήγορα, απελευθερώνοντας έτσι την ενέργεια υπέρτασης και περιορίζοντας την τάση υπέρτασης σε ένα συγκεκριμένο πλάτος. Ένα κορεσμένο πηνίο μαγνητικού πυρήνα ή μικροκρυσταλλικά μαγνητικά σφαιρίδια συνδέονται σε σειρά στον συλλέκτη του σωλήνα διακόπτη και στο θετικό καλώδιο της διόδου εξόδου και το υλικό είναι γενικά κοβάλτιο (Co). Όταν περνάει το κανονικό ρεύμα, ο μαγνητικός πυρήνας είναι κορεσμένος και η επαγωγή είναι πολύ μικρή. Μόλις το ρεύμα πρόκειται να ρέει προς την αντίστροφη κατεύθυνση, θα παράγει ένα υπέροχο οπίσθιο ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο μπορεί να καταστείλει αποτελεσματικά το ρεύμα αντίστροφης υπέρτασης της διόδου VD.
3 χρησιμοποιώντας τεχνολογία διαμόρφωσης συχνότητας μεταγωγής
Η τεχνολογία ελέγχου συχνότητας βασίζεται στο γεγονός ότι η ενέργεια της παρεμβολής μεταγωγής συγκεντρώνεται κυρίως σε μια συγκεκριμένη συχνότητα και έχει μεγάλη κορυφή φάσματος. Εάν αυτές οι ενέργειες μπορούν να διασκορπιστούν σε μια ευρύτερη ζώνη συχνοτήτων, ο σκοπός της μείωσης της τιμής κορυφής του φάσματος παρεμβολής μπορεί να επιτευχθεί. Υπάρχουν συνήθως δύο μέθοδοι επεξεργασίας: μέθοδος τυχαίας συχνότητας και μέθοδος συχνότητας διαμόρφωσης.
Η μέθοδος τυχαίας συχνότητας είναι η προσθήκη ενός στοιχείου τυχαίας διαταραχής στο διάστημα μεταγωγής του κυκλώματος, έτσι ώστε η ενέργεια παρεμβολής μεταγωγής να διασπείρεται σε μια συγκεκριμένη ζώνη συχνοτήτων. Η έρευνα δείχνει ότι το φάσμα των παρεμβολών μεταγωγής έχει αλλάξει από διακριτή παλμική παρεμβολή αιχμής σε συνεχή κατανεμημένη παρεμβολή και η τιμή κορυφής του έχει μειωθεί πολύ.
Η μέθοδος συχνότητας διαμόρφωσης είναι η προσθήκη ανθρώπινου κύματος διαμόρφωσης (λευκού θορύβου) στο πριονωτό κύμα, η διαμόρφωση πλευρικής ζώνης γύρω από τη διακριτή ζώνη συχνοτήτων που παράγει παρεμβολές και η διαμόρφωση της διακριτής ζώνης παρεμβολής συχνοτήτων σε μια κατανεμημένη ζώνη συχνοτήτων. Με αυτόν τον τρόπο, η ενέργεια παρεμβολής διασπείρεται σε αυτές τις ζώνες συχνοτήτων διανομής. Υπό την προϋπόθεση ότι δεν επηρεάζονται τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του μετατροπέα, αυτή η μέθοδος ελέγχου μπορεί κάλλιστα να καταστείλει τις παρεμβολές κατά την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση.
4 Υιοθετείται η τεχνολογία Soft-switching.
Μία από τις παρεμβολές της τροφοδοσίας μεταγωγής προέρχεται από το du/dt όταν ο σωλήνας του διακόπτη τροφοδοσίας είναι ενεργοποιημένος/απενεργοποιημένος. Επομένως, η μείωση του du/dt του σωλήνα διακόπτη ισχύος είναι ένα σημαντικό μέτρο για την καταστολή των παρεμβολών της τροφοδοσίας μεταγωγής. Η τεχνολογία Soft-switching μπορεί να μειώσει το du/dt του σωλήνα διακόπτη on/off.
Εάν προστεθεί ένα μικρό στοιχείο συντονισμού όπως αυτεπαγωγή και χωρητικότητα στο κύκλωμα on-off, θα σχηματιστεί ένα βοηθητικό δίκτυο. Η διαδικασία συντονισμού προκαλείται πριν και μετά τη διαδικασία μεταγωγής, έτσι ώστε η τάση πέφτει στο μηδέν πριν ενεργοποιηθεί ο διακόπτης, έτσι ώστε το φαινόμενο επικάλυψης τάσης και ρεύματος στη διαδικασία μεταγωγής μπορεί να εξαλειφθεί και η απώλεια και οι παρεμβολές μεταγωγής μπορούν να μειωθεί ή και να εξαλειφθεί. Αυτό το κύκλωμα ονομάζεται κύκλωμα μαλακής μεταγωγής.
