Analyse van de oorzaken van elektromagnetische interferentie bij schakelvoedingen
Schakelvoedingen kunnen worden onderverdeeld in volledige brug-, halve brug-, push-pull- en andere typen, afhankelijk van het type hoofdcircuit. Ongeacht het type schakelende voeding produceert het echter sterke geluiden tijdens bedrijf. Ze geleiden via elektriciteitsleidingen naar buiten op een gemeenschappelijke of differentiële manier, terwijl ze ook uitstralen naar de omringende ruimte. Schakelende voedingen zijn ook gevoelig voor externe ruis die door het elektriciteitsnet wordt binnengedrongen en verzenden deze naar andere elektronische apparaten om interferentie te genereren.
Nadat de wisselstroom in de schakelende voeding is ingevoerd, wordt de bruggelijkrichter V1-V4 georganiseerd in een gelijkspanning Vi en aangelegd aan de primaire L1 en schakelaar V5 van de hoogfrequente transformator. De basisingang van de schakelbuis V5 is een hoogfrequente rechthoekige golf variërend van tientallen tot honderden kHz, en de herhalingsfrequentie en werkcyclus worden bepaald door de vereisten van de uitgangsgelijkspanning VO. De door de schakelbuis versterkte pulsstroom wordt door een hoogfrequente transformator aan het secundaire circuit gekoppeld. De verhouding van de eerste winding van een hoogfrequente transformator wordt ook bepaald door de vereisten van de uitgangsgelijkspanning VO. De hoogfrequente pulsstroom wordt gelijkgericht door diode V6 en gefilterd door C2 om een gelijkstroomuitgangsspanning VO te vormen. Daarom zal de schakelende voeding ruis genereren en elektromagnetische interferentie veroorzaken in de volgende aspecten.
(1) Hoogfrequente schakelstroomlus bestaande uit hoogfrequente transformator primair L1, schakelbuis V5 en filtercondensator C1 kan straling in de grote ruimte genereren. Als de condensatorfiltering onvoldoende is, wordt hoogfrequente stroom ook op een differentiële manier naar de AC-ingangsvoeding verzonden.
(2) De secundaire L2 van de hoogfrequente transformator, gelijkrichterdiode V6 en filtercondensator C2 vormen ook de hoogfrequente schakelstroomlus, die ruimtestraling zal genereren. Als het filter van de condensator onvoldoende is, wordt de hoogfrequente stroom gemengd met de DC-uitgangsspanning in de vorm van een differentiële modulaire vorm om naar buiten te geleiden.
(3) Er is een gedistribueerde condensator Cd tussen de primaire en secundaire van de hoogfrequente transformator, en de hoogfrequente spanning van de primaire is via deze gedistribueerde condensatoren rechtstreeks gekoppeld aan de secundaire, waardoor common-mode-ruis in dezelfde fase wordt gegenereerd de twee DC-uitgangslijnen van de secundaire. Als de impedantie van twee draden naar aarde uit balans is, zal deze ook transformeren in differentiële modusruis.
(4) De uitgangsgelijkrichterdiode V6 zal tegenstroom genereren. Wanneer de diode in voorwaartse richting geleidt, hoopt de lading zich op binnen de PN-overgang. Wanneer de diode een sperspanning aanbrengt, verdwijnt de opgebouwde lading en wordt er een sperstroom gegenereerd. Omdat de schakelstroom moet worden gelijkgericht door een diode, is de tijd die de diode nodig heeft om over te gaan van geleiding naar uitschakeling erg kort, en in korte tijd moet de opslaglading verdwijnen, wat resulteert in een golf van tegenstroom. Als gevolg van de gedistribueerde inductantie, capaciteit en piek in de DC-uitgangslijn wordt hoogfrequente verzwakkingsoscillatie veroorzaakt, wat een soort differentiële modusruis is.
(5) De belasting van schakelbuis V5 is de primaire spoel L1 van de hoogfrequente transformator, die een inductieve belasting is. Wanneer de schakelaar wordt in- of uitgeschakeld, zal er daarom een hoge piekspanning zijn aan beide uiteinden van de buis, en deze ruis zal worden overgedragen naar de ingangs- en uitgangsterminals.
(6) Er is een verdeelde capaciteit CI tussen de collector van schakelbuis V5 en het koellichaam K, dus hoogfrequente schakelstroom zal door CI naar het koellichaam K vloeien, vervolgens naar de aarde van de behuizing en uiteindelijk naar de beschermende aarde draad PE van de AC-voedingslijn verbonden met de aarde van de behuizing, waardoor common-modestraling wordt gegenereerd. De stroomlijnen L en N hebben een bepaalde impedantie ten opzichte van PE, en als de impedantie niet in balans is, kan common-mode-ruis ook worden omgezet in differentiële-mode-ruis.
