Проектиране на електромагнитна съвместимост на импулсно захранване
Електромагнитната съвместимост (EMC) на импулсно захранване се отнася до съвместното съществуване на различни електрически устройства в ограничено пространство, време и спектър, без да се причинява влошаване на производителността, което включва електромагнитни смущения (EMD) и електромагнитна чувствителност (EMS). EMD се отнася до шума, излъчван от електрически продукти, докато EMS се отнася до способността на електрическите продукти да устояват на външни електромагнитни смущения. Устройство с добра електромагнитна съвместимост не трябва нито да се влияе от околната електромагнитна среда, нито да причинява електромагнитни смущения.
Тръбата на превключвателя на захранването в импулсното захранване има голям скок на напрежението и тока по време на процеса на включване и изключване при висока честота, като по този начин генерира силно електромагнитно смущение, но честотният диапазон на смущението (< 30MHz) is relatively low. The geometric size of most low-power switching power supplies is much smaller than the corresponding wavelength of 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium), and the electromagnetic disturbance phenomenon studied by switching power supply systems belongs to the range of quasi-stationary field. When studying their electromagnetic disturbance problems, the main consideration is conduction disturbance.
Електромагнитни смущения
Обсъждането на електромагнитните смущения обикновено се провежда от три аспекта: характеристиките на източника на смущения, характеристиките на канала за свързване на смущенията и характеристиките на смущения обект.
1 импулсно захранване в основния източник на електромагнитни смущения
Източникът на електромагнитни смущения в импулсното захранване включва главно превключващи устройства, диоди и нелинейни пасивни компоненти; При импулсно захранване неправилното окабеляване на печатни платки също е основен фактор, причиняващ електромагнитни смущения.
Електромагнитни смущения, причинени от превключваща верига
За импулсно захранване, електромагнитното смущение, генерирано от комутационната верига, е един от основните източници на смущения на импулсното захранване. Превключващата верига е ядрото на импулсното захранване, което се състои главно от превключваща тръба и високочестотен трансформатор. Генерираният от него dv/dt е импулс с голяма амплитуда, широка честотна лента и богати хармоници. Основните причини за това импулсно смущение са
1) Натоварването на превключващата тръба е първичната намотка на високочестотния трансформатор, която е индуктивен товар. В момента, когато превключващата тръба е включена, първичната намотка произвежда голям пусков ток и в двата края на първичната намотка се появява високо пиково напрежение. В момента, когато превключвателната тръба е изключена, част от енергията не се предава от първичната намотка към вторичната намотка поради потока на изтичане на първичната намотка и тази част от енергията, съхранявана в индуктора, ще образува затихващо трептене с пикове с кондензаторите и резисторите в колекторната верига и ще бъде насложено върху напрежението на изключване, за да образува пик на напрежението на изключване. Това прекъсване на захранващото напрежение ще произведе същия преходен ток на импулс на намагнитване, както когато първичната намотка е включена, и този шум ще се пренесе към входните и изходните клеми, което ще доведе до смущения в проводимостта, а в най-лошия случай може да се повреди превключвателната тръба.
2) Високочестотната превключваща токова верига, съставена от първична намотка на импулсен трансформатор, превключваща тръба и филтърен кондензатор, може да произведе голяма пространствена радиация и да образува радиационно смущение. Ако капацитетът на филтриране на кондензатора е недостатъчен или високочестотните характеристики не са добри, високочестотният импеданс на кондензатора ще доведе високочестотния ток към захранването с променлив ток в диференциален режим, за да образува смущения в проводимостта.
Електромагнитни смущения, причинени от диодна токоизправителна верига
|di/dt| на обратния ток на възстановяване, генериран от токоизправителния диод в главната верига, е много по-малък от този на диода на маховика. Като източник на електромагнитни смущения, интензитетът на смущението, причинен от обратния ток на възстановяване на токоизправителния диод, е голям и честотната лента е широка. Скокът на напрежението, генериран от токоизправителния диод, е много по-малък от този, генериран, когато тръбата на превключвателя на захранването в захранването се включва и изключва. Следователно е възможно да се изследва токоизправителната верига като част от канала за свързване на електромагнитни смущения, независимо от влиянието на |dv/dt| и |di/dt| произведени от токоизправителни диоди.
Връзка между dv/dt и размера на товара
Dv/dt, генериран при включване и изключване на превключвателя на захранването, е основният източник на смущения на импулсното захранване. Теоретичен анализ и експерименти показват, че стойността на |dv/dt| генериран от изключване, се увеличава с увеличаването на товара, но промяната на товара има малък ефект върху |dv/dt| включен. Тъй като |dv/dt| генериран при включване и изключване е различен, импулсът на смущение, генериран външно, също е различен.
