Rušení a potlačení spínaného napájení
Rušení generované samotným spínaným zdrojem přímo ohrožuje běžný provoz elektronických zařízení. Potlačení elektromagnetického šumu samotného spínaného zdroje je důležitým tématem při vývoji a návrhu spínaných zdrojů. Tento článek stručně představuje mechanismus vzniku a šíření elektromagnetického rušení ve spínaných zdrojích a shrnuje několik hlavních metod pro potlačení vzniku a šíření elektromagnetického rušení ve spínaných zdrojích.
Spínaný napájecí zdroj jako napájecí zařízení pro elektronická zařízení má výhody malých rozměrů, nízké hmotnosti a vysoké účinnosti a je široce používán v digitálních obvodech. Vzhledem k vysokofrekvenčnímu spínacímu stavu je však silným zdrojem rušení a rušení jím vytvářené přímo ohrožuje běžný provoz elektronických zařízení. Proto je potlačení elektromagnetického šumu samotného spínaného zdroje a zlepšení jeho odolnosti vůči elektromagnetickému rušení pro zajištění dlouhodobého bezpečného a spolehlivého provozu elektronických zařízení důležitým tématem při vývoji a návrhu spínaných zdrojů.
Generování rušení spínaného napájení
Rušení spínaných zdrojů se obecně dělí do dvou kategorií: za prvé, rušení tvořené vnitřními součástmi spínaných zdrojů; Druhým je rušení způsobené vnějšími faktory ve spínaném zdroji. Oba zahrnují jak lidské, tak přírodní faktory.
Vnitřní rušení spínaného zdroje
EMI generované spínanými napájecími zdroji je způsobeno především harmonickým proudovým rušením vysokého řádu generovaným základním usměrňovačem a špičkovým napěťovým rušením generovaným obvodem pro konverzi výkonu.
Základní usměrňovač
Proces usměrňování základního usměrňovače je nejčastější příčinou EMI. Je to proto, že střídavá sinusová vlna výkonové frekvence již není po usměrnění jednofrekvenční proud, ale stává se stejnosměrnou složkou a řadou harmonických složek s různými frekvencemi. Harmonické (zejména vyšší harmonické) budou generovat vodivé rušení a radiační interferenci podél přenosového vedení, což způsobí zkreslení předního proudu. Na jedné straně způsobí zkreslení aktuálního průběhu připojeného k jeho přednímu elektrickému vedení a na druhé straně bude generovat vysokofrekvenční rušení přes elektrické vedení.
Obvod pro konverzi energie
Obvod pro konverzi energie je jádrem spínaného regulovaného napájecího zdroje, který produkuje širokou šířku pásma a bohaté harmonické. Hlavní komponenty, které generují toto pulzní rušení, jsou
1) Mezi trubicí spínače a jeho chladičem, pláštěm a vodiči uvnitř napájecího zdroje je rozdělená kapacita. Když trubice spínače protéká velkým pulzním proudem (obecně obdélníková vlna), tvar vlny obsahuje mnoho vysokofrekvenčních složek; Současně mohou parametry zařízení používané k vypnutí napájení, jako je doba uložení spínacího výkonového tranzistoru, velký proud výstupního stupně a doba zpětného zotavení spínací usměrňovací diody, způsobit okamžitou zkrat v obvodu, generující velký zkratový proud. Kromě toho je zátěž spínací trubice vysokofrekvenční transformátor nebo indukční cívka pro akumulaci energie. V okamžiku vedení spínací trubice je v primáru transformátoru velký zapínací proud, který způsobuje špičkový šum.
2) Transformátor ve vysokofrekvenčním transformátorovém spínaném zdroji se používá pro izolaci a transformaci napětí, ale kvůli svodové indukčnosti může být generován elektromagnetický indukční šum; Současně bude za vysokofrekvenčních podmínek distribuovaná kapacita mezi vrstvami transformátoru přenášet harmonický šum vysokého řádu z primární strany na sekundární stranu, zatímco distribuovaná kapacita transformátoru do pláště tvoří další vysokofrekvenční šum. frekvenční cesta, což usnadňuje elektromagnetické pole generované kolem transformátoru, aby se spojilo a vytvořilo šum na jiných vodičích.
3) Když je sekundární usměrňovací dioda usměrňovací diody použita pro vysokofrekvenční usměrnění, kvůli faktoru doby zpětného zotavení nemůže být náboj nahromaděný v propustném proudu okamžitě eliminován při použití zpětného napětí (kvůli přítomnost nosičů a tok proudu). Jakmile je strmost obnovy zpětného proudu příliš velká, indukčnost protékající cívkou generuje špičkové napětí, které bude generovat silné vysokofrekvenční rušení pod vlivem svodové indukčnosti transformátoru a dalších distribučních parametrů s frekvencí až desítek MHz.
4) Kondenzátory, induktory a drátové spínané zdroje mohou způsobit změny charakteristik nízkofrekvenčních součástek v důsledku jejich provozu na vyšších frekvencích, což má za následek šum.
