Анализ на технологията за управление на EMI на импулсно захранване
В тази статия механизмът на EMI в импулсното захранване е анализиран подробно и са предложени поредица от стратегии за потискане на EMI, като по този начин ефективно се подобрява електромагнитната съвместимост на импулсното захранване.
Импулсното захранване е вид захранващ електронен продукт, който използва силови полупроводникови устройства и интегрира технология за преобразуване на енергия, електронна електромагнитна технология и технология за автоматично управление. Поради своите предимства на ниска консумация на енергия, висока ефективност, малък обем, леко тегло, стабилна работа, безопасност и надеждност и широк обхват на стабилизиране на напрежението, той се използва широко в областта на компютрите, комуникациите, електронните инструменти, промишленото автоматично управление, национална отбрана и домакински уреди. Въпреки това импулсното захранване има лоша преходна реакция и е податливо на електромагнитни смущения (EMD), а EMI сигналът заема широк честотен диапазон и има определена амплитуда. Тези EMI сигнали замърсяват електромагнитната среда чрез проводимост и излъчване и причиняват смущения в комуникационно оборудване и електронни инструменти, като по този начин ограничават до известна степен използването на импулсно захранване.
1 импулсно захранване причинява електромагнитни смущения
Електромагнитната интерференция (EMI) е вид увреждане на работата на електронна система или подсистема, причинено от неочаквано електромагнитно смущение. Състои се от три основни елемента: източник на смущения, тоест оборудване, което генерира енергия от електромагнитни смущения; Канал за свързване, т.е. канал или среда за предаване на електромагнитни смущения; Чувствително оборудване, т.е. устройства, оборудване, подсистеми или системи, повредени от електромагнитни смущения. Въз основа на това основните мерки за контрол на електромагнитните смущения са: потискане на източниците на смущения, прекъсване на пътя на бедствието, намаляване на реакцията на чувствително оборудване към смущения или повишаване на нивото на електромагнитна чувствителност.
Съгласно принципа на работа на импулсното захранване е известно, че импулсното захранване първо коригира променливия ток на мощността в постоянен ток, след това го инвертира във високочестотен променлив ток и накрая го извежда чрез коригиране и филтриране, за да получи стабилно напрежение на постоянен ток . Във веригата захранващият триод и диод работят главно в състояние на превключване и работят в реда на микросекундите; Когато триодът и диодът се включват и изключват, токът се променя значително по време на нарастване и спадане, което е лесно за генериране на радиочестотна енергия и образуване на източници на смущения. В същото време индуктивността на утечка на трансформатора и пикът, причинен от обратния ток на възстановяване на изходния диод, също ще формират потенциални електромагнитни смущения.
Импулсното захранване обикновено работи при висока честота и честотата е над 02 kHz, така че неговият разпределен капацитет не може да бъде пренебрегнат. От една страна, изолационният лист между радиатора и колектора на превключващата тръба има голяма контактна площ и тънък изолационен лист, така че разпределеният капацитет между тях не може да бъде пренебрегнат при висока честота и високочестотният ток ще поток към радиатора през разпределения капацитет и след това към масата на шасито, което води до смущения в общ режим; От друга страна, има разпределен капацитет между първичните етапи на импулсния трансформатор, който може директно да слее напрежението на първичната намотка към вторичната намотка и да произведе смущения в общ режим на двете захранващи линии с DC изход на вторичната навиване.
Следователно източниците на смущения в импулсното захранване са концентрирани главно в компоненти като превключващи тръби, диоди и високочестотни трансформатори, както и AC входни и коригиращи изходни вериги.
2 Мерки за потискане на електромагнитните смущения на импулсно захранване
Обикновено EMI контролът на импулсното захранване използва главно технология за филтриране, технология за екраниране, технология за запечатване и технология за заземяване. EMI смущенията могат да бъдат разделени на смущения на проводимостта и смущения на радиация според пътя на предаване. Импулсното захранване основно провежда смущения и неговият честотен диапазон е най-широк, около 10kHz-30MHz. Контрамерките за потискане на провежданите смущения са основно решени в три честотни ленти: 10kHz-150kHz, 150kHz-10MHz и повече. Нормалната интерференция е главно в диапазона от 10kHz до 150kHz, което обикновено се разрешава чрез общ LC филтър. Смущенията в общ режим са главно в диапазона от 150kHz-10 MHz, което обикновено се разрешава чрез филтър за отхвърляне на общ режим. Контрамерките за честотната лента над 10MHz са подобряване на формата на филтъра и предприемане на електромагнитни екраниращи мерки.
2.1 с помощта на AC input EMI филтър.
Обикновено има два начина за предаване на ток на смущение по проводника: общ режим и диференциален режим. Синфазната интерференция е интерференцията между носещата течност и земята: интерференцията има същата величина и посока и съществува между всяка относителна земя на захранването или между неутралната линия и земята. Той се произвежда главно от du/dt, а di/dt също произвежда определени смущения в общ режим. Интерференцията в диференциалния режим е интерференцията между носещите течности: интерференцията е еднаква по големина и противоположна по посока и съществува между фазовата линия и неутралната линия на захранването и фазовата линия и фазовата линия. Когато токът на смущение се предава по проводника, той може да се появи както в общ режим, така и в диференциален режим. Обаче токът на смущение в общ режим може да пречи на полезните сигнали само след като стане ток на смущение в диференциален режим.
Съществуват горните два вида смущения в електропреносната линия за променлив ток, обикновено нискочестотни смущения в диференциален режим и високочестотни смущения в общ режим. Като цяло амплитудата на смущенията в диференциалния режим е малка, честотата е ниска и причинените смущения са малки; Смущението в общ режим има голяма амплитуда и висока честота и може също да произведе излъчване през проводници, което причинява големи смущения. Ако се използва подходящ EMI филтър във входния край на променливотоковото захранване, електромагнитните смущения могат да бъдат ефективно потиснати. Основният принцип на EMI филтъра на захранващата линия е показан на фигура 1, в която кондензаторите за диференциален режим C1 и C2 се използват за късо съединение на тока на смущение в диференциалния режим, докато заземителните кондензатори за междинна линия C3 и C4 се използват за късо съединение верига ток на смущение в общ режим. Синфазната дроселна намотка се състои от две намотки с еднаква дебелина, навити върху магнитна сърцевина в една и съща посока. Ако магнитното свързване между двете бобини е много близко, индуктивността на утечка ще бъде много малка, което е лошо в честотния диапазон на електропровода.
Реактивното съпротивление на режима ще стане много малко; Когато товарният ток протича през дросела за общ режим, линиите на магнитното поле, генерирани от намотките, свързани последователно на фазовата линия, са противоположни на тези, генерирани от намотките, свързани последователно на неутралната линия, и се компенсират взаимно в магнитна сърцевина. Следователно, дори в случай на голям ток на натоварване, магнитната сърцевина няма да бъде наситена. За тока на синфазната интерференция магнитните полета, генерирани от двете намотки, са в една и съща посока, което ще представи голяма индуктивност, като по този начин играе роля в отслабването на сигнала на синфазната интерференция. Тук дроселната намотка с общ режим трябва да бъде направена от феритен магнитен материал с висока пропускливост и добри честотни характеристики.
