Анализ на методите за проектиране на електромагнитна съвместимост за импулсни захранвания
Импулсните захранвания се използват широко в комуникационните, контролните, компютърните и други области поради техните предимства като малък размер и висок фактор на мощността. Въпреки това, поради генерирането на електромагнитни смущения, по-нататъшното му приложение е ограничено до известна степен. Тази статия ще анализира различните механизми на електромагнитни смущения в импулсни захранвания и въз основа на това ще предложи метод за проектиране на електромагнитна съвместимост за импулсни захранвания.
Анализ на електромагнитни смущения в импулсни захранвания
Структурата на импулсното захранване е показана на Фигура 1. Първо, захранващата честота AC се коригира в DC, след това се инвертира във висока честота и накрая се извежда през верига за коригиране и филтриране, за да се получи стабилно DC напрежение. Неразумният дизайн и оформление на веригата, механичните вибрации, лошото заземяване и т.н. могат да причинят вътрешни електромагнитни смущения. В същото време индуктивността на утечка на трансформатора и пикът, причинен от обратния ток на възстановяване на изходния диод, също са потенциални източници на силни смущения.
Вътрешен източник на смущения
● Превключваща верига
Превключващата верига се състои главно от превключващи тръби и високочестотни трансформатори. Има разпределен капацитет между превключвателната тръба и нейния радиатор, черупката и проводниците вътре в захранването. Генерираният от него du/dt има голяма амплитуда на импулсите, широка честотна лента и богати хармоници. Натоварването на превключващата тръба е първичната намотка на високочестотен трансформатор и е индуктивен товар. Когато първоначално проводящият ключ е изключен, индуктивността на утечка на високочестотния трансформатор генерира обратна електродвижеща сила E=- Ldi/dt, която е пропорционална на скоростта на промяна на тока на колектора и индуктивността на утечка. То се наслагва върху напрежението на изключване, за да се образува пик на напрежението на изключване, като по този начин се образуват проводими смущения.
● Токоизправителни диоди за токоизправителни вериги
Когато диодът на изходния токоизправител е прекъснат, има обратен ток и времето, необходимо за възстановяване до нула, е свързано с фактори като капацитет на прехода. Той ще генерира значителни промени в тока di/dt под влияние на индуктивността на утечката на трансформатора и други параметри на разпределението, което води до силни високочестотни смущения с честота до десетки мегахерца.
● Разсеяни параметри
Поради работа при по-високи честоти, характеристиките на нискочестотните компоненти в импулсните захранвания могат да се променят, което води до шум. При високи честоти разсеяните параметри оказват значително влияние върху характеристиките на свързващия канал и разпределеният капацитет се превръща в канал за електромагнитни смущения.
2 Външни източници на смущения
Източниците на външни смущения могат да бъдат разделени на смущения в мощността и смущения от мълнии, докато смущения в мощността съществуват както в режими "общ режим", така и в режим "диференциален режим". В същото време, поради директното свързване на AC захранващата мрежа към токоизправителния мост и филтърната верига, само пиковото време на входното напрежение има входен ток в рамките на половин цикъл, което води до много нисък фактор на входната мощност (приблизително { {0}}.6) на захранването. Освен това този ток съдържа голямо количество хармонични компоненти, които могат да причинят хармонично "замърсяване" на електрическата мрежа.
