Analiza przyczyn zakłóceń elektromagnetycznych w zasilaczach impulsowych
Zasilacze impulsowe można podzielić na pełny mostek, półmostek, push-pull i tak dalej, w zależności od typu obwodu głównego, ale niezależnie od rodzaju zasilacza impulsowego będzie generowany silny hałas podczas pracy. Są one prowadzone w trybie wspólnym lub różnicowym przez linię energetyczną, a także promieniują do otaczającej przestrzeni. Zasilacz impulsowy jest również wrażliwy na zakłócenia zewnętrzne przenikające przez sieć energetyczną i jest przesyłany do innego sprzętu elektronicznego, powodując zakłócenia.
Po wejściu prądu przemiennego do zasilacza impulsowego jest on prostowany na napięcie stałe Vi przez prostowniki mostkowe V1 ~ V4, które są przykładane do pierwotnego L1 transformatora wysokiej częstotliwości i lampy przełączającej V5. Podstawa lampy przełączającej V5 wprowadza falę prostokątną o wysokiej częstotliwości od dziesiątek do setek kiloherców, a jej częstotliwość powtarzania i współczynnik wypełnienia są określone przez wymagania wyjściowego napięcia stałego VO. Prąd impulsowy wzmocniony przez rurkę przełączającą jest doprowadzany do obwodu wtórnego za pomocą transformatora wysokiej częstotliwości. Stosunek zwojów pierwotnych transformatora wysokiej częstotliwości jest również określony przez wymaganie wyjściowego napięcia stałego VO. Prąd impulsowy o wysokiej częstotliwości jest prostowany przez diodę V6 i filtrowany przez C2, aby uzyskać napięcie wyjściowe DC VO. Dlatego przełączanie zasilacza będzie powodować zakłócenia w poniższych łączach, tworząc zakłócenia elektromagnetyczne.
(1) Pętla prądu przełączającego wysokiej częstotliwości złożona z uzwojenia pierwotnego transformatora wysokiej częstotliwości L1, lampy przełączającej V5 i kondensatora filtrującego C1 może generować promieniowanie przestrzenne o dużej powierzchni. Jeżeli filtr kondensatora jest niewystarczający, prąd o wysokiej częstotliwości będzie doprowadzany do wejściowego źródła zasilania prądem przemiennym w trybie różnicowym.
(2) Uzwojenie wtórne transformatora wysokiej częstotliwości L2, dioda prostownicza V6 i kondensator filtrujący C2 również tworzą pętlę prądu przełączającego wysokiej częstotliwości, która będzie generować promieniowanie kosmiczne. Jeśli filtr kondensatora jest niewystarczający, prąd o wysokiej częstotliwości będzie mieszany z wyjściowym napięciem stałym w postaci trybu różnicowego dla przewodzenia zewnętrznego.
(3) Pomiędzy uzwojeniem pierwotnym i wtórnym transformatora wysokiej częstotliwości znajdują się rozproszone kondensatory Cd, a napięcie wysokiej częstotliwości uzwojenia pierwotnego będzie bezpośrednio połączone z uzwojeniem wtórnym poprzez te rozproszone kondensatory, co spowoduje powstanie szumu w trybie wspólnym w tym samym fazę na dwóch wyjściowych liniach zasilania prądem stałym obwodu wtórnego. Jeżeli impedancja dwóch przewodów względem ziemi jest niezrównoważona, to również zmieni się w szum różnicowy.
(4) Wyjściowa dioda prostownicza V6 będzie generować prąd udarowy wsteczny. Gdy dioda zostanie włączona w kierunku do przodu, ładunek w złączu PN będzie się gromadził, a gdy do diody zostanie przyłożone napięcie wsteczne, nagromadzony ładunek zniknie i wytworzy prąd wsteczny. Ponieważ prąd łączeniowy wymaga prostowania przez diodę, czas włączenia diody do wyłączenia jest bardzo krótki i następuje udar prądu wstecznego, który powoduje, że zgromadzony ładunek w krótkim czasie znika. Oscylacje tłumienia wysokiej częstotliwości są spowodowane rozproszoną indukcyjnością, rozproszoną pojemnością i przepięciem w linii wyjściowej prądu stałego, co jest rodzajem szumu w trybie różnicowym.
(5) Obciążeniem rury przełączającej V5 jest cewka pierwotna L1 transformatora wysokiej częstotliwości, która jest obciążeniem indukcyjnym. Dlatego też, gdy przełącznik jest włączany i wyłączany, na obu końcach lampy wystąpi wysokie napięcie szczytowe, a szum ten będzie przewodzony do zacisków wejściowych i wyjściowych.
(6) Pomiędzy kolektorem rury przełączającej V5 a grzejnikiem K znajduje się rozproszony kondensator CI, w związku z czym prąd przełączający o wysokiej częstotliwości będzie płynął do grzejnika K przez CI, następnie do masy podwozia i na koniec do uziemienia ochronnego PE linii zasilającej prądu przemiennego podłączonego do masy podwozia, generując w ten sposób promieniowanie w trybie wspólnym. Linie energetyczne L i N mają określoną impedancję w stosunku do PE. Jeśli impedancja jest niezrównoważona, szum w trybie wspólnym zostanie przekształcony w szum w trybie różnicowym.
