Charakteristika komunikačních spínaných napájecích zdrojů a techniky pro potlačení elektromagnetického rušení
S rozvojem moderních elektronických technologií a energetických zařízení jsou spínané napájecí zdroje s malými rozměry, nízkou hmotností, vysokým výkonem, vysokou spolehlivostí a dalšími vlastnostmi široce používány v komunikačních systémech, automatickém ovládání, domácích spotřebičích a dalších oblastech, zvláště široce používaných v programově řízené přepínání, bezdrátové základnové stanice pro optický přenos dat, systémy kabelové televize a IP sítě, je hlavní silou běžného provozu zařízení informačních technologií. Komunikační spínaný zdroj však obecně využívá technologii pulzně šířkové modulace (PWM), jeho spínací zařízení pracují ve vysokofrekvenčním zapnutém a vypnutém stavu, díky vysokofrekvenčnímu rychlému přechodovému procesu je sám o sobě zdrojem elektromagnetického rušení, produkuje elektromagnetické interferenční (EMI) signály mají široký rozsah frekvencí, ale také mají určitou amplitudu, vedením a zářením kontaminují elektromagnetické prostředí, komunikační zařízení a elektronické produkty způsobují rušení. Kromě toho komunikační spínaný napájecí zdroj má silnou schopnost proti elektromagnetickému rušení, zejména pro blesky, přepětí, síťové napětí, elektrické pole, magnetické pole, elektromagnetické vlny, elektrostatický výboj, roztržení, pokles napětí, vodivost RF elektromagnetického pole, vyzařované odolnost, vodivé emise, vyzařované emise a další položky musí splňovat ustanovení příslušných norem EMC.
1, elektromagnetické rušení generované spínacím obvodem
Spínací obvod je jádrem spínaného zdroje, složený převážně ze spínacích elektronek a vysokofrekvenčních transformátorů, který vytváří dv/dt puls s velkou amplitudou, širokou šířkou pásma a bohatým na harmonické. Hlavní důvod tohoto pulzního rušení je dvojí: na jedné straně je zátěží spínací trubice primární cívka vysokofrekvenčního transformátoru, což je indukční zátěž. V momentu vedení spínací trubice vytváří primární cívka velký zapínací proud a v primární cívce na obou koncích vysoké rázové špičky; ve spínací trubici odpojit okamžitou, v důsledku svodového toku primární cívky, což má za následek, že část energie se nepřenese z primární cívky na sekundární cívku, uložená v indukčnosti této části energie bude a kolektorový obvod při vytváření kapacitní odpor s hrotem útlumu kmitů, superponovaný na vypínací napětí, vznik hrotu vypínacího napětí. To bude superponováno s vypínacím napětím a vytvoří se špička vypínacího napětí. Toto přerušení napájecího napětí způsobí stejný přechodový magnetizační dopadový proud se zapnutou primární cívkou, tento šum se přenese na výstup výstupu, čímž dojde k rušení vodivosti. Další aspekt primární cívky pulzního transformátoru, spínací trubice a filtrační kondenzátory tvoří vysokofrekvenční spínací proudovou smyčku, která může produkovat velké prostorové záření, vytvářející radiační interferenci.
2, doba zpětného zotavení diody způsobená rušením vysokofrekvenčního usměrňovacího obvodu v propustném vedení usměrňovací diody, když je velký tok proudu v propustném směru, při jeho zpětném předpětí a otočení do vypnutí, kvůli přechodu PN v akumulace více nosičů, a tedy v nosičích před zánikem časového úseku, dojde k obrácenému toku proudu, což má za následek vymizení nosičů při zpětném obnovení proudu se drasticky omezí a dojde k velké změně v proudu.
Opatření pro potlačení elektromagnetického rušení
Tři prvky elektromagnetického rušení jsou zdroj rušení, cesta šíření a rušené zařízení. Potlačení elektromagnetického rušení by tedy mělo být řešeno z těchto tří aspektů.
Účelem je potlačit zdroj rušení, eliminovat vazbu a záření mezi zdrojem rušení a rušeným zařízením a zlepšit imunitu rušeného zařízení tak, aby se zlepšila elektromagnetická kompatibilita spínaného zdroje.
Použití filtrů k potlačení elektromagnetického rušení
Filtrace je důležitou metodou potlačení elektromagnetického rušení, která může účinně inhibovat elektromagnetické rušení v energetické síti do zařízení, ale také inhibovat elektromagnetické rušení uvnitř zařízení do energetické sítě. Instalace filtrů spínaného zdroje do vstupních a výstupních obvodů spínaného zdroje může nejen vyřešit problém rušení vedením, ale také důležitou zbraní při řešení radiačního rušení. Technologie potlačení filtrů se dělí na dva způsoby: pasivní filtrování a aktivní filtrování.
Technologie pasivního filtrování
Vzhledem k velké kapacitě filtračních kondenzátorů v původním napájecím obvodu bude obvod usměrňovače produkovat pulzní špičatý proud, který se skládá z velmi velkého počtu vysokých harmonických proudů, způsobujících rušení elektrické sítě; navíc vedení nebo přerušení spínací trubice v obvodu a primární cívky transformátoru budou produkovat pulzující proudy. Vzhledem k vysoké rychlosti změny proudu bude okolní obvod produkovat různé frekvence indukovaných proudů, včetně rušivých signálů v diferenciálním režimu a v běžném režimu, tyto rušivé signály mohou být přenášeny přes dvě napájecí vedení do zbytku sítě a rušit s jiným elektronickým zařízením. Část obrázku s filtrováním v diferenciálním režimu může snížit interferenční signál v diferenciálním režimu uvnitř spínaného zdroje, ale také může značně zeslabit signál elektromagnetického rušení generovaný samotným zařízením, když je práce přenášena do elektrické sítě. A podle zákona elektromagnetické indukce E-Ldi/dt, E je úbytek napětí na L, L je indukčnost, di/dt pro rychlost změny proudu. Je zřejmé, že čím menší je rychlost změny proudu, tím větší je potřeba indukčnosti.
