Generació i supressió de la interferència electromagnètica (EMI) en les fonts d’alimentació de commutació
L’alimentació de commutació primer rectifica l’energia de CA a la potència de corrent continu, que després es controla mitjançant la commutació de tubs per convertir-se en alta freqüència. Finalment, es produeix a través de circuits de rectificació i filtratge per obtenir tensió de corrent continu estable. Per tant, conté una gran quantitat d’interferències harmòniques. Mentrestant, a causa de la inductància de fuites del transformador i el pic causat pel corrent de recuperació inversa del díode de sortida, es generaran diferents graus d’interferència electromagnètica. La interferència en les fonts d’alimentació en mode commutador es concentra principalment en components amb canvis de tensió i corrent gran (IE DV/DT o DI/DT), especialment els tubs de commutació, els díodes de sortida i els transformadors d’alta freqüència. Mentrestant, la capacitança perduda pot transmetre sorolls des de la xarxa elèctrica fins a la font d’alimentació del sistema electrònic, provocant interferències en el funcionament de circuits electrònics. Aquí analitzarem les causes de diverses interferències i els seus camins acoblats.
La interferència de filtratge generada per la rectificació de sortida i el circuit de filtratge de l’alimentació de commutació utilitza habitualment circuits de rectificació i de filtratge del condensador a l’extrem de sortida. A causa de la no linealitat dels díodes rectificadors i de l'efecte d'emmagatzematge d'energia dels condensadors de filtratge, el corrent de sortida es converteix en un corrent pic periòdic amb un temps curt i un valor màxim alt. Aquest corrent d’entrada distorsionada no només conté components fonamentals, sinó també components harmònics d’ordre superior abundants.
Interferència generada pel circuit de commutació 2
El nucli del circuit de commutació és també una de les principals fonts d’interferència, que es compon principalment de tubs de commutació i transformadors d’alta freqüència. El DV/DT generat pel tub de commutació té grans polsos, una banda de freqüència àmplia i abundants harmònics. El motiu principal d’aquesta interferència de pols és:
(1) En el moment en què el tub de commutador està activat, es genera un gran corrent de sobretensió a la bobina primària del transformador i apareix una tensió de pic elevada de pujada als dos extrems de la bobina primària; En el moment en què l’interruptor s’apaga, a causa del flux de fuites de la bobina primària, una part de l’energia no es transmet des de la bobina primària fins a la bobina secundària. L’energia emmagatzemada a la inductància de fuites formarà una oscil·lació de decadència amb un pic amb la capacitança entre el pol i la resistència del tub d’interruptor, que es superposarà a la tensió d’apagada del tub d’interruptor, formant un voltatge màxim. Aquest soroll es transmetrà als terminals d’entrada i sortida, formant interferències realitzades.
(2) Quan el díode de sortida està conduint en sentit endavant, s'acumula la càrrega dins de la unió PN. Quan el díode està sotmès a una tensió inversa, la càrrega acumulada desapareix i es genera un corrent invers. A causa de l'elevada freqüència de V al circuit de rectificació secundària durant la commutació, el temps perquè la transició de la conducció al tall sigui molt curta. Per tal de fer desaparèixer la càrrega emmagatzemada en un curt període de temps, es genera un augment de corrent invers. A causa de la presència de capacitança distribuïda i inductància distribuïda en la sortida de corrent continu, la interferència causada per les pujades es converteix en una atenuació i reducció de l'oscil·lació d'alta freqüència.
(3) El bucle de corrent de commutació d'alta freqüència compost per la bobina primària, el tub de commutació i el condensador de filtratge del transformador d'alta freqüència pot generar una radiació espacial significativa, formant interferències de radiació.
