Analyse van ontwerpmethoden voor elektromagnetische compatibiliteit voor schakelvoedingen
Schakelende voedingen worden veel gebruikt in communicatie, besturing, computer en andere gebieden vanwege hun voordelen, zoals kleine afmetingen en hoge arbeidsfactor. Vanwege het ontstaan van elektromagnetische interferentie is de verdere toepassing ervan echter tot op zekere hoogte beperkt. In dit artikel worden de verschillende mechanismen van elektromagnetische interferentie bij schakelende voedingen geanalyseerd, en op basis hiervan een ontwerpmethode voor elektromagnetische compatibiliteit voor schakelende voedingen voorgesteld.
Analyse van elektromagnetische interferentie in schakelvoedingen
De structuur van de schakelende voeding wordt weergegeven in figuur 1. Eerst wordt de netfrequentie AC gelijkgericht naar DC, vervolgens omgekeerd naar hoogfrequent en uiteindelijk via een gelijkricht- en filtercircuit uitgevoerd om een stabiele gelijkspanning te verkrijgen. Onredelijk circuitontwerp en lay-out, mechanische trillingen, slechte aarding, enz. kunnen allemaal interne elektromagnetische interferentie veroorzaken. Tegelijkertijd zijn de lekinductie van de transformator en de piek veroorzaakt door de tegengestelde herstelstroom van de uitgangsdiode ook potentiële bronnen van sterke interferentie.
Interne interferentiebron
● Schakelcircuit
Het schakelcircuit bestaat voornamelijk uit schakelbuizen en hoogfrequente transformatoren. Er is een verdeelde capaciteit tussen de schakelbuis en het koellichaam, de schaal en de kabels in de voeding. De du/dt die hierdoor wordt gegenereerd, heeft een grote amplitude aan pulsen, een brede frequentieband en rijke harmonischen. De schakelbuisbelasting is de primaire spoel van een hoogfrequente transformator en is een inductieve belasting. Wanneer de oorspronkelijk geleidende schakelaar is uitgeschakeld, genereert de lekinductie van de hoogfrequente transformator een tegen-elektromotorische kracht E=- Ldi/dt, die evenredig is met de stroomveranderingssnelheid van de collector en de lekinductantie. Het wordt op de uitschakelspanning gesuperponeerd om een uitschakelspanningspiek te vormen, waardoor geleidingsinterferentie ontstaat.
● Gelijkrichterdiodes voor gelijkrichtcircuits
Wanneer de uitgangsgelijkrichterdiode wordt uitgeschakeld, is er een tegenstroom en de tijd die nodig is om naar nul te herstellen houdt verband met factoren zoals de junctiecapaciteit. Het zal aanzienlijke stroomveranderingen di/dt genereren onder invloed van de lekinductantie van de transformator en andere distributieparameters, resulterend in sterke hoogfrequente interferentie, met een frequentie tot tientallen megahertz.
● Verdwaalde parameters
Door het werken op hogere frequenties kunnen de eigenschappen van laagfrequente componenten in schakelende voedingen veranderen, wat ruis kan veroorzaken. Bij hoge frequenties hebben strooiparameters een aanzienlijke invloed op de kenmerken van het koppelkanaal, en wordt de gedistribueerde capaciteit het kanaal voor elektromagnetische interferentie.
2 Externe storingsbronnen
Externe interferentiebronnen kunnen worden onderverdeeld in stroominterferentie en blikseminterferentie, terwijl stroominterferentie zowel in de "gewone modus" als in de "differentiële modus" voorkomt. Tegelijkertijd heeft, als gevolg van de directe aansluiting van het wisselstroomnet op de gelijkrichterbrug en het filtercircuit, alleen de piektijd van de ingangsspanning binnen een halve cyclus ingangsstroom, wat resulteert in een zeer lage ingangsvermogensfactor (ongeveer { {0}}.6) van de voeding. Bovendien bevat deze stroom een grote hoeveelheid harmonische componenten, die voor harmonische “vervuiling” van het elektriciteitsnet kunnen zorgen.
