Характеристиките на импулсното захранване и механизмът на генериране на електромагнитни смущения
Има четири основни характеристики на импулсните захранвания:
① Местоположението е сравнително ясно. Основно съсредоточен върху устройства за превключване на мощността, диоди и свързани радиатори и високочестотни трансформатори;
② Устройството за преобразуване на енергия работи във включено/изключено състояние. Поради факта, че импулсното захранване е устройство за преобразуване на енергия, което работи в състояние на превключване, неговите скорости на промяна на напрежението и тока са високи, което води до значителна интензивност на смущенията;
③ Окабеляването на захранващите печатни платки (PCB) обикновено се подрежда ръчно. Тази подредба го прави много произволно, увеличавайки трудността при извличане на параметри на разпределение на PCB и предсказване и оценка на смущенията в близкото поле;
④ Честотата на превключване е голяма, варираща от десетки хиляди Hz до няколко мегахерца. Основните форми на смущение са наведени смущения и смущения в близко поле.
Механизъм на генериране на електромагнитни смущения
Електромагнитни смущения, генерирани от комутационни вериги
Превключващата верига е ядрото на импулсното захранване, съставено главно от превключващи тръби и високочестотни трансформатори. Генерираният от него dv/dt е импулс с голяма амплитуда, широка честотна лента и богати хармоници. Основните причини за тази импулсна интерференция са две: от една страна, натоварването на превключващата тръба е първичната намотка на високочестотен трансформатор, което е индуктивен товар. В момента, когато превключващата тръба е включена, първичната намотка генерира голям ударен ток и в двата края на първичната намотка се появява високо пиково напрежение на удар; В момента на прекъсване на превключвателната тръба, поради потока на изтичане на първичната намотка, част от енергията не се предава от първичната намотка към вторичната намотка. Енергията, съхранена в индуктора, ще образува затихващо трептене с пикове заедно с капацитета и съпротивлението в колекторната верига, които ще бъдат насложени върху напрежението на изключване, за да образуват пик на напрежението на изключване. Този тип прекъсване на захранващото напрежение ще генерира същия преходен ток на намагнитване, както когато първичната намотка е свързана, и този шум ще бъде предаден към входните и изходните клеми, образувайки проводими смущения. От друга страна, високочестотната превключваща токова верига, съставена от първичната намотка, превключващата тръба и филтърния кондензатор на импулсния трансформатор, може да генерира значително пространствено излъчване, образувайки радиационна интерференция.
Смущението, причинено от обратното време за възстановяване на диода във веригата на високочестотния токоизправител, се причинява от голям ток в права посока, протичащ през диода на токоизправителя по време на проводимост в права посока. Когато се изключи поради напрежението на обратното преднапрежение, поради натрупването на повече носители в PN прехода, токът ще тече в обратна посока през периода преди носителите да изчезнат, причинявайки рязко намаляване на обратния ток на възстановяване на носителите изчезват и причиняват значителна промяна на тока (di/dt).
Мерки за потискане на електромагнитни смущения
Трите елемента, които формират електромагнитни смущения, са източникът на смущения, пътя на разпространение и смущеното оборудване. Следователно потискането на електромагнитните смущения трябва да се извършва от тези три аспекта.
Целта е да се потиснат източниците на смущения, да се елиминира свързването и излъчването между източниците на смущения и смущеното оборудване, да се подобри способността за предотвратяване на смущения на смутеното оборудване и по този начин да се подобри ефективността на електромагнитната съвместимост на импулсните захранващи устройства.
Използване на филтри за потискане на електромагнитни смущения
Филтрирането е важен метод за потискане на електромагнитните смущения, който може ефективно да потисне електромагнитните смущения, навлизащи в оборудването в електрическата мрежа, и също така да потисне електромагнитните смущения, навлизащи в електрическата мрежа в рамките на оборудването. Инсталирането на филтър за импулсна мощност във входните и изходните вериги на импулсно захранване може не само да реши проблема с провежданите смущения, но и да бъде важно оръжие за решаване на радиационни смущения. Технологията за потискане на филтрирането е разделена на два метода: пасивно филтриране и активно филтриране.
Технология за пасивно филтриране
Пасивните филтриращи вериги са прости, рентабилни и надеждни, което ги прави ефективен начин за потискане на електромагнитни смущения. Пасивните филтри са съставени от компоненти на индуктивност, капацитет и съпротивление и тяхната пряка функция е да разрешават проводими емисии.
Поради големия капацитет на филтриращия кондензатор в оригиналната захранваща верига, в токоизправителната верига се генерират импулсни пикови токове, които са съставени от голям брой хармонични токове от висок порядък и причиняват смущения в електрическата мрежа; В допълнение, проводимостта или прекъсването на превключващата тръба във веригата, както и първичната намотка на трансформатора, ще генерират пулсиращ ток. Поради високата скорост на промяна на тока, в околните вериги се генерират индуцирани токове с различни честоти, включително диференциални и общи сигнали за смущения. Тези сигнали за смущения могат да се предават към други линии на електрическата мрежа и да пречат на други електронни устройства чрез два захранващи кабела. Частта за филтриране на диференциалния режим на фигурата може да намали сигналите за смущения в диференциалния режим вътре в импулсното захранване и може значително да смекчи сигналите за електромагнитни смущения, генерирани от самото оборудване по време на работа, и да ги предаде към електрическата мрежа. Съгласно закона за електромагнитната индукция се получава E-Ldi/dt, където E е спадът на напрежението в двата края на L, L е индуктивността, а di/dt е скоростта на промяна на тока. Очевидно, колкото по-малка е скоростта на промяна на тока, толкова по-голяма е необходимата индуктивност.
