Návrh elektromagnetické kompatibility spínaného zdroje
Elektromagnetická kompatibilita (EMC) spínaného zdroje se týká koexistence různých elektrických zařízení v omezeném prostoru, čase a rozsahu spektra, aniž by došlo ke snížení výkonu, což zahrnuje elektromagnetické rušení (EMD) a elektromagnetickou citlivost (EMS). EMD se týká hluku vyzařovaného elektrickými produkty, zatímco EMS se týká schopnosti elektrických produktů odolávat vnějšímu elektromagnetickému rušení. Zařízení s dobrou elektromagnetickou kompatibilitou by nemělo být ovlivněno okolním elektromagnetickým prostředím ani by nemělo způsobovat elektromagnetické rušení.
Spínací trubice ve spínaném zdroji má velký skok napětí a proudu během procesu zapínání a vypínání při vysoké frekvenci, takže generuje silné elektromagnetické rušení, ale frekvenční rozsah rušení (< 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.
Elektromagnetické rušení
Diskuse o elektromagnetickém rušení se obecně provádí ze tří hledisek: charakteristika zdroje rušení, charakteristika rušivého vazebního kanálu a charakteristika rušeného objektu.
1 spínaný zdroj v hlavním zdroji elektromagnetického rušení
Zdroj elektromagnetického rušení ve spínaných zdrojích zahrnuje především spínací zařízení, diody a nelineární pasivní součástky; U spínaných zdrojů je také nesprávné zapojení desek plošných spojů hlavním faktorem způsobujícím elektromagnetické rušení.
Elektromagnetické rušení způsobené spínacím obvodem
Pro spínané napájení je elektromagnetické rušení generované spínacím obvodem jedním z hlavních zdrojů rušení spínaného napájení. Spínací obvod je jádrem spínaného zdroje, který se skládá hlavně ze spínací trubice a vysokofrekvenčního transformátoru. Tím generovaný dv/dt je puls s velkou amplitudou, širokým frekvenčním pásmem a bohatými harmonickými. Hlavní příčiny tohoto impulzního rušení jsou
1) Zátěž spínací trubice je primární cívka vysokofrekvenčního transformátoru, což je indukční zátěž. V okamžiku, kdy je spínací trubice zapnuta, primární cívka produkuje velký zapínací proud a na obou koncích primární cívky se objeví vysoké rázové špičkové napětí. V okamžiku, kdy je spínací trubice vypnuta, část energie se nepřenese z primární cívky na sekundární cívku vlivem svodového toku primární cívky a tato část energie uložené v induktoru vytvoří útlumový kmit s hroty s kondenzátory a odpory v kolektorovém obvodu a budou superponovány na vypínací napětí, aby vytvořily špičku vypínacího napětí. Toto přerušení napájecího napětí způsobí stejný přechodový proud magnetizačního impulsu jako při zapnutí primární cívky a tento šum bude veden na vstupní a výstupní svorky, což má za následek poruchu vedení a v nejhorším případě může dojít k poruše. spínací trubice.
2) Vysokofrekvenční spínací proudová smyčka složená z primární cívky pulzního transformátoru, spínací trubice a filtračního kondenzátoru může produkovat velké prostorové záření a vytvářet radiační rušení. Pokud je filtrační kapacita kondenzátoru nedostatečná nebo vysokofrekvenční charakteristiky nejsou dobré, vysokofrekvenční impedance na kondenzátoru povede vysokofrekvenční proud do střídavého napájení v diferenciálním režimu za vzniku vodivé poruchy.
Elektromagnetické rušení způsobené obvodem diodového usměrňovače
|di/dt| Zpětný zotavovací proud generovaný usměrňovací diodou v hlavním obvodu je mnohem menší než u setrvačníkové diody. Jako zdroj elektromagnetického rušení je intenzita rušení způsobená zpětným zotavovacím proudem usměrňovací diody velká a frekvenční pásmo je široké. Napěťový skok generovaný usměrňovací diodou je mnohem menší než skok generovaný při zapnutí a vypnutí trubice vypínače v napájecím zdroji. Proto je možné studovat obvod usměrňovače jako součást vazebního kanálu elektromagnetického rušení bez ohledu na vliv |dv/dt| a |di/dt| produkované usměrňovacími diodami.
Vztah mezi dv/dt a velikostí zátěže
Dv/dt generované při zapnutí a vypnutí trubice vypínače je hlavním zdrojem rušení spínaného napájení. Teoretická analýza a experimenty ukazují, že hodnota |dv/dt| generované vypnutím se zvyšuje s rostoucí zátěží, ale změna zátěže má malý vliv na |dv/dt| zapnuto. Protože |dv/dt| generovaný při zapnutí a vypnutí je odlišný, rušivý impuls generovaný externě je také odlišný.
