Analyse van de ontwerpmethode voor elektromagnetische compatibiliteit voor schakelende voedingen
Vanwege de voordelen van een klein formaat en een hoge vermogensfactor, wordt schakelende voeding veel gebruikt in communicatie, besturing, computer en andere gebieden. Door elektromagnetische interferentie is de verdere toepassing echter tot op zekere hoogte beperkt. Dit artikel analyseert de verschillende mechanismen van elektromagnetische interferentie van schakelende voedingen en stelt op basis daarvan de ontwerpmethode voor elektromagnetische compatibiliteit voor schakelende voedingen voor.
Analyse van elektromagnetische interferentie van schakelende voeding
De structuur van de schakelende voeding wordt getoond in figuur 1. Eerst wordt de voedingsfrequentie AC gelijkgericht naar gelijkstroom en vervolgens omgezet naar hoge frequentie en uiteindelijk uitgevoerd via het gelijkricht- en filtercircuit om een stabiele gelijkspanning te verkrijgen. Onredelijk circuitontwerp en lay-out, mechanische trillingen, slechte aarding, enz. zullen interne elektromagnetische interferentie veroorzaken. Tegelijkertijd zijn de lekinductantie van de transformator en de piek veroorzaakt door de omgekeerde herstelstroom van de uitgangsdiode ook potentiële sterke storingsbronnen.
1 Interne storingsbronnen
● schakelcircuit
Het schakelcircuit bestaat hoofdzakelijk uit een schakelbuis en een hoogfrequente transformator. Er is een verdeelde capaciteit tussen de schakelbuis en het koellichaam, de behuizing en de interne kabels van de voeding. De hierdoor gegenereerde du/dt heeft een relatief grote puls, een brede frequentieband en rijke harmonischen. De schakelende buisbelasting is de primaire spoel van de hoogfrequente transformator, wat een inductieve belasting is. Wanneer de schakelbuis die oorspronkelijk was ingeschakeld, wordt uitgeschakeld, genereert de lekinductantie van de hoogfrequente transformator een tegenelektromotorische kracht E=-Ldi/dt, en de waarde ervan is evenredig met de huidige veranderingssnelheid van de collector en evenredig met de lekinductantie, gesuperponeerd op de uit Op de uitschakelspanning, wordt een uitschakelspanningspiek gevormd, waardoor een geleidingsinterferentie wordt gevormd.
● Gelijkrichterdiodes voor gelijkrichtercircuits
Er is een tegenstroom wanneer de uitgangsgelijkrichterdiode wordt afgesneden en de tijd dat deze terugkeert naar nul is gerelateerd aan factoren zoals junctiecapaciteit. Het zal een grote stroomverandering di / dt produceren onder invloed van de transformatorlekkage-inductantie en andere distributieparameters, en sterke hoogfrequente interferentie genereren, de frequentie kan tientallen megahertz bereiken.
● Valse parameters
Door het werken op een hogere frequentie zullen de eigenschappen van laagfrequente componenten in de schakelende voeding veranderen, met ruis tot gevolg. Bij hoge frequenties hebben de verdwaalde parameters een grote invloed op de kenmerken van het koppelingskanaal en wordt de verdeelde capaciteit het kanaal van elektromagnetische interferentie.
2 Externe storingsbronnen
Externe interferentiebronnen kunnen worden onderverdeeld in stroominterferentie en blikseminterferentie, en stroominterferentie bestaat in "common mode" en "differential mode". Tegelijkertijd, aangezien het wisselstroomnet direct is aangesloten op de gelijkrichterbrug en het filtercircuit, in een halve cyclus, heeft alleen de piektijd van de ingangsspanning ingangsstroom, wat resulteert in een zeer lage ingangsvermogensfactor van het vermogen aanbod (ongeveer 0.6). Bovendien bevat deze stroom een groot aantal stroomharmonische componenten, die harmonische "vervuiling" van het net zullen veroorzaken.
EMC-ontwerp van schakelende voeding
Er zijn drie noodzakelijke voorwaarden voor elektromagnetische interferentie: storingsbron, transmissiemedium en gevoelige apparatuur. Het doel van EMC-ontwerp is om een van deze drie voorwaarden te vernietigen. Hiervoor zijn de belangrijkste toegepaste methoden: circuitmaatregelen, EMI-filtering, afscherming, anti-interferentieontwerp van printplaten, enz.
1 Soft-schakeltechnologie om schakelverlies en schakelgeluid te verminderen
Soft-switching is een geavanceerde schakeltechnologie gebaseerd op resonantietechnologie of met behulp van besturingstechnologie in spannings-/stroomloze toestand, ontwikkeld op basis van hard-switching.
De realisatiemethode van zacht schakelen is: het toevoegen van kleine inductoren, condensatoren en andere resonerende componenten in het originele circuit, het introduceren van resonantie voor en na het schakelproces en het elimineren van de overlapping van spanning en stroom. Afbeelding 2 toont een eenvoudige schakeleenheid met behulp van zachte schakeltechnologie.
Gebruik afscherming om uitgestraalde en geïnduceerde interferentie te onderdrukken
Het interferentiespectrum van de schakelende voeding is geconcentreerd in de frequentieband onder 30 MHz en de diameter r<λ 2π="" is="" mainly="" an="" electromagnetic="" field="" of="" near-field="" nature,="" and="" it="" is="" a="" low-impedance="" field.="" materials="" with="" good="" electrical="" conductivity="" can="" be="" used="" to="" shield="" the="" electric="" field,="" while="" materials="" with="" high="" magnetic="" permeability="" can="" be="" used="" to="" shield="" the="" magnetic="" field.="" in="" addition,="" effective="" shielding="" measures="" should="" be="" taken="" for="" transformers,="" inductors,="" power="" devices,="" etc.="" the="" ventilation="" holes="" on="" the="" shielding="" shell="" are="" preferably="" circular,="" and="" the="" number="" of="" holes="" can="" be="" many="" if="" ventilation="" conditions="" are="" satisfied,="" and="" the="" size="" of="" each="" hole="" should="" be="" as="" small="" as="" possible.="" the="" seams="" are="" to="" be="" welded="" to="" ensure="" electromagnetic="" continuity.="" filtering="" measures="" should="" be="" taken="" at="" the="" lead-in="" and="" lead-out="" lines="" of="" the="" shielded="" enclosure.="" for="" electric="" field="" shielding,="" the="" shielding="" case="" must="" be="" grounded.="" for="" magnetic="" field="" shielding,="" the="" shielded="" case="" does="" not="" need="" to="" be="">
