Les característiques de l'alimentació de commutació i el mecanisme de generació d'interferències electromagnètiques
Hi ha quatre característiques bàsiques de les fonts d'alimentació de commutació:
① La ubicació és relativament clara. Es concentra principalment en dispositius de commutació d'alimentació, díodes i dissipadors de calor connectats i transformadors d'alta freqüència;
② El dispositiu de conversió d'energia funciona en estat d'encesa/apagada. A causa del fet que una font d'alimentació de commutació és un dispositiu de conversió d'energia que funciona en un estat de commutació, les seves taxes de canvi de voltatge i corrent són altes, donant lloc a una intensitat d'interferència important;
③ El cablejat de les plaques de circuits impresos (PCB) d'alimentació normalment es disposa manualment. Aquesta disposició la fa altament arbitraria, augmentant la dificultat d'extraure els paràmetres de distribució de PCB i predir i avaluar la interferència de camp proper;
④ La freqüència de commutació és gran, que va des de desenes de milers de Hz fins a diversos megahertz. Les principals formes d'interferència són la interferència conduïda i la interferència de camp proper.
Mecanisme de generació d'interferències electromagnètiques
Interferència electromagnètica generada per circuits de commutació
El circuit de commutació és el nucli de la font d'alimentació de commutació, compost principalment per tubs de commutació i transformadors d'alta freqüència. El dv/dt que genera és un pols amb una gran amplitud, una banda de freqüència àmplia i harmònics rics. Els motius principals d'aquesta interferència de pols són dobles: d'una banda, la càrrega del tub de commutació és la bobina primària d'un transformador d'alta freqüència, que és una càrrega inductiva. En el moment en què s'encén el tub de l'interruptor, la bobina primària genera un gran corrent de sobretensió i apareix una tensió de pic de sobretensió alta als dos extrems de la bobina primària; En el moment de la desconnexió del tub de l'interruptor, a causa del flux de fuites de la bobina primària, una part de l'energia no es transmet de la bobina primària a la bobina secundària. L'energia emmagatzemada a l'inductor formarà una oscil·lació en decadència amb pics juntament amb la capacitat i la resistència al circuit del col·lector, que es superposarà a la tensió d'apagada per formar un pic de tensió d'apagada. Aquest tipus d'interrupció de la tensió de la font d'alimentació generarà el mateix corrent de sobretensió de magnetització transitòria que quan la bobina primària està connectada, i aquest soroll es transmetrà als terminals d'entrada i sortida, formant interferències conductores. D'altra banda, el bucle de corrent de commutació d'alta freqüència compost per la bobina primària, el tub de l'interruptor i el condensador de filtre del transformador d'impulsos pot generar una radiació espacial significativa, formant interferències de radiació.
La interferència causada pel temps de recuperació inversa del díode al circuit rectificador d'alta freqüència és causada per un gran corrent directe que flueix pel díode rectificador durant la conducció directa. Quan s'apaga a causa de la tensió de polarització inversa, a causa de l'acumulació de més portadors a la unió PN, el corrent fluirà en la direcció oposada durant el període abans que els portadors desapareguin, provocant una forta disminució del corrent de recuperació inversa de els portadors desapareixen i provocant un canvi de corrent important (di/dt).
Mesures de supressió d'interferències electromagnètiques
Els tres elements que formen la interferència electromagnètica són la font d'interferència, el camí de propagació i l'equip pertorbat. Per tant, la supressió de les interferències electromagnètiques s'ha de fer des d'aquests tres aspectes.
L'objectiu és suprimir les fonts d'interferència, eliminar l'acoblament i la radiació entre fonts d'interferència i equips pertorbats, millorar la capacitat anti-interferències dels equips pertorbats i, per tant, millorar el rendiment de la compatibilitat electromagnètica de les fonts d'alimentació de commutació.
Ús de filtres per suprimir interferències electromagnètiques
El filtratge és un mètode important per suprimir les interferències electromagnètiques, que pot suprimir eficaçment les interferències electromagnètiques que entren a l'equip a la xarxa elèctrica i també suprimir les interferències electromagnètiques que entren a la xarxa elèctrica dins de l'equip. La instal·lació d'un filtre de potència de commutació als circuits d'entrada i sortida d'una font d'alimentació de commutació no només pot resoldre el problema de les interferències conduïdes, sinó també una arma important per resoldre la interferència de radiació. La tecnologia de supressió de filtratge es divideix en dos mètodes: filtratge passiu i filtrat actiu.
Tecnologia de filtratge passiu
Els circuits de filtratge passiu són senzills, rendibles i fiables, cosa que els converteix en una forma eficaç de suprimir les interferències electromagnètiques. Els filtres passius es componen de components d'inductància, capacitat i resistència, i la seva funció directa és resoldre les emissions conductores.
A causa de la gran capacitat del condensador de filtrat al circuit d'alimentació original, es generen corrents pics de pols al circuit rectificador, que es componen d'un gran nombre de corrents harmònics d'alt ordre i causen interferències a la xarxa elèctrica; A més, la conducció o el tall del tub de l'interruptor del circuit, així com la bobina primària del transformador, generarà un corrent pulsatori. A causa de l'elevada taxa de canvi de corrent, es generen corrents induïdes de diferents freqüències als circuits circumdants, inclosos els senyals d'interferència en mode diferencial i comú. Aquests senyals d'interferència es poden transmetre a altres línies de la xarxa elèctrica i interferir amb altres dispositius electrònics mitjançant dues línies elèctriques. La part de filtratge en mode diferencial de la figura pot reduir els senyals d'interferència en mode diferencial dins de la font d'alimentació de commutació i pot atenuar molt els senyals d'interferència electromagnètica generats pel propi equip durant el funcionament i transmetre'ls a la xarxa elèctrica. Segons la llei de la inducció electromagnètica, s'obté E-Ldi/dt, on E és la caiguda de tensió als dos extrems de L, L és la inductància i di/dt és la velocitat de canvi de corrent. Òbviament, com més petita sigui la velocitat de canvi actual, més gran serà la inductància requerida.
