Charakterystyka komunikacyjnych zasilaczy impulsowych i techniki tłumienia zakłóceń elektromagnetycznych
Wraz z rozwojem nowoczesnej technologii elektronicznej i urządzeń zasilających, zasilacze impulsowe dzięki swoim niewielkim rozmiarom, niewielkiej wadze, wysokiej wydajności, wysokiej niezawodności i innym cechom są szeroko stosowane w systemach komunikacyjnych, automatyce, sprzęcie gospodarstwa domowego i innych dziedzinach, szczególnie szeroko stosowanych w przełączanie sterowane programowo, bezprzewodowe stacje bazowe do optycznej transmisji danych, systemy telewizji kablowej i sieci IP to podstawowa moc normalnej pracy sprzętu informatycznego. Jednakże zasilacze impulsowe do komunikacji zazwyczaj wykorzystują technologię modulacji szerokości impulsu (PWM), jego urządzenia przełączające działają w stanie włączenia i wyłączenia wysokiej częstotliwości, ze względu na sam szybki proces przejściowy o wysokiej częstotliwości jest źródłem zakłóceń elektromagnetycznych, wytwarza elektromagnetyczne Sygnały zakłócające (EMI) mają szeroki zakres częstotliwości, ale mają również pewną amplitudę, w wyniku przewodzenia i promieniowania zanieczyszczają środowisko elektromagnetyczne, sprzęt komunikacyjny i produkty elektroniczne powodują zakłócenia. Ponadto zasilacz impulsowy do komunikacji ma silną zdolność do zakłócania elektromagnetycznego, szczególnie w przypadku wyładowań atmosferycznych, przepięć, napięcia sieciowego, pola elektrycznego, pola magnetycznego, fali elektromagnetycznej, wyładowań elektrostatycznych, pęknięć, spadków napięcia, odporności na przewodzenie pola elektromagnetycznego RF, promieniowanego odporność, emisja przewodząca, emisja promieniowana i inne elementy muszą spełniać postanowienia odpowiednich norm EMC.
1, zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez obwód przełączający
Obwód przełączający jest rdzeniem zasilacza impulsowego, składającego się głównie z lamp przełączających i transformatorów wysokiej częstotliwości, który wytwarza impuls dv/dt o dużej amplitudzie, szerokim paśmie i bogaty w harmoniczne. Główna przyczyna zakłóceń impulsów jest dwojaka: z jednej strony obciążeniem lampy przełączającej jest cewka pierwotna transformatora wysokiej częstotliwości, która jest obciążeniem indukcyjnym. W momencie przewodzenia lampy przełączającej uzwojenie pierwotne wytwarza duży prąd rozruchowy, a w uzwojeniu pierwotnym na obu końcach wysokie napięcie udarowe; w lampie przełączającej następuje natychmiastowe rozłączenie, spowodowane strumieniem upływu cewki pierwotnej, w wyniku czego część energii nie jest przekazywana z cewki pierwotnej do cewki wtórnej, zmagazynowana w indukcyjności, ta część energii zostanie obwód kolektora w tworzeniu pojemności, rezystancji ze skokiem tłumienia oscylacji, nałożonym na napięcie wyłączające, tworzenie skoku napięcia wyłączającego. Zostanie to nałożone na napięcie wyłączające, tworząc skok napięcia wyłączającego. Ta przerwa w napięciu zasilania spowoduje taki sam przejściowy prąd udarowy magnesowania przy włączonej cewce pierwotnej, szum ten zostanie przeniesiony na wyjście wyjścia, tworząc zakłócenia przewodzenia. Innym aspektem cewki pierwotnej transformatora impulsowego, lamp przełączających i kondensatorów filtrujących jest pętla prądu przełączającego o wysokiej częstotliwości, która może wytwarzać promieniowanie przestrzenne o dużej powierzchni, tworząc zakłócenia promieniowania.
2, czas regeneracji wstecznej diody spowodowany zakłóceniami obwodu prostownika wysokiej częstotliwości w przewodzeniu diody prostowniczej w przewodzie do przodu, gdy występuje duży przepływ prądu do przodu, w jej napięciu polaryzacji zaporowej i włączeniu do odcięcia, ze względu na złącze PN w nagromadzenie większej liczby nośników, a co za tym idzie, w nośnych przed zaniknięciem okresu czasu nastąpi odwrotny przepływ prądu, co spowoduje zanik nośników, a powrót prądu drastycznie się zmniejszy i wystąpią duże zmiany w aktualnej.
Środki tłumienia zakłóceń elektromagnetycznych
Trzy elementy zakłóceń elektromagnetycznych to źródło zakłóceń, droga propagacji i zakłócany sprzęt. Zatem tłumienie zakłóceń elektromagnetycznych należy rozpatrywać w oparciu o te trzy aspekty.
Celem tłumienia źródła zakłóceń, eliminacji sprzężenia i promieniowania między źródłem zakłóceń a zakłócanym sprzętem oraz poprawy odporności zakłócanego sprzętu, aby poprawić kompatybilność elektromagnetyczną zasilacza impulsowego.
Stosowanie filtrów w celu tłumienia zakłóceń elektromagnetycznych
Filtrowanie jest ważną metodą tłumienia zakłóceń elektromagnetycznych, która może skutecznie hamować zakłócenia elektromagnetyczne w sieci energetycznej do sprzętu, ale także hamować zakłócenia elektromagnetyczne wewnątrz sprzętu do sieci energetycznej. Instalacja filtrów zasilacza impulsowego w obwodach wejściowym i wyjściowym zasilacza impulsowego może nie tylko rozwiązać problem zakłóceń przewodzonych, ale także stanowić ważną broń w rozwiązaniu problemu zakłóceń radiacyjnych. Technologia tłumienia filtrów dzieli się na dwa sposoby: filtrowanie pasywne i filtrowanie aktywne.
Pasywna technologia filtrowania
Ze względu na dużą pojemność kondensatorów filtrujących w pierwotnym obwodzie zasilania, obwód prostownika będzie wytwarzał impulsowy prąd szczytowy, na który składa się bardzo duża liczba prądów o wysokich harmonicznych, powodujących zakłócenia w sieci energetycznej; ponadto przewodzenie lub odcięcie lampy przełączającej w obwodzie i uzwojenia pierwotne transformatora będą wytwarzać prądy pulsujące. Ze względu na dużą szybkość zmian prądu otaczający obwód będzie wytwarzał prądy indukowane o różnych częstotliwościach, w tym sygnały zakłócające w trybie różnicowym i w trybie wspólnym. Te sygnały zakłócające mogą być przesyłane przez dwie linie energetyczne do reszty sieci i zakłócać z innym sprzętem elektronicznym. Część rysunku służąca do filtrowania trybu różnicowego może zmniejszyć sygnał zakłóceń trybu różnicowego wewnątrz zasilacza impulsowego, ale może również znacznie osłabić sygnał zakłóceń elektromagnetycznych generowany przez samo urządzenie, gdy praca jest przesyłana do sieci energetycznej. Zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej E-Ldi/dt, E to spadek napięcia na L, L to indukcyjność, di/dt szybkości zmian prądu. Oczywiście im mniejsza jest szybkość zmian prądu, tym większa jest wymagana indukcyjność.
