Charakterystyka zasilaczy impulsowych komunikacyjnych i mechanizm zakłóceń elektromagnetycznych
Podstawowe charakterystyki zasilaczy impulsowych
Istnieją cztery podstawowe cechy zasilacza impulsowego:
①Lokalizacja jest stosunkowo jasna. Koncentruje się głównie na urządzeniach przełączających moc, diodach i radiatorach oraz podłączonych do nich transformatorach wysokiej częstotliwości;
②Urządzenie do konwersji energii działa w stanie przełączania. Ponieważ zasilacz impulsowy jest urządzeniem przetwarzającym energię, pracującym w stanie przełączającym, szybkość zmian jego napięcia i prądu jest bardzo duża, a intensywność generowanych zakłóceń jest stosunkowo duża;
③Ślady płytki drukowanej zasilania (PCB) są zwykle układane ręcznie. Taki układ sprawia, że jest to wysoce arbitralne i zwiększa trudność wyodrębnienia parametrów rozkładu PCB oraz przewidywania i oceny zakłóceń bliskiego pola;
④Częstotliwość przełączania jest duża i waha się od kilkudziesięciu tysięcy Hz do kilku megaherców. Głównymi formami zakłóceń są zakłócenia przewodzenia i zakłócenia bliskiego pola.
Mechanizm powstawania zakłóceń elektromagnetycznych
1. Zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez obwody przełączające
Obwód przełączający jest rdzeniem zasilacza impulsowego, który składa się głównie z lamp przełączających i transformatorów wysokiej częstotliwości. Generowany przez niego dv/dt to impuls o większej amplitudzie, szerszym paśmie częstotliwości i bogatych harmonicznych. Istnieją dwie główne przyczyny zakłóceń impulsów: z jednej strony obciążeniem lampy przełączającej jest cewka pierwotna transformatora wysokiej częstotliwości, która jest obciążeniem indukcyjnym. Kiedy rurka przełączająca jest włączona, cewka pierwotna generuje duży prąd rozruchowy, a na obu końcach cewki pierwotnej pojawia się wysokie napięcie szczytowe; gdy rura przełączająca jest wyłączona, część energii jest tracona z powodu wycieku strumienia magnetycznego cewki pierwotnej. Ta część energii zmagazynowanej w cewce indukcyjnej, nie przekazywana z uzwojenia pierwotnego do uzwojenia wtórnego, utworzy tłumione oscylacje ze szczytem o pojemności i rezystancji w obwodzie kolektora, które nałożą się na napięcie wyłączające do tworzą wyłączający skok napięcia. Ta przerwa w napięciu zasilania spowoduje taki sam prąd przejściowy w postaci impulsu magnesującego, jak wtedy, gdy cewka pierwotna jest włączona. Szum ten będzie przesyłany do zacisków wejściowych i wyjściowych, tworząc zakłócenia przewodzące. Z drugiej strony pętla prądu przełączającego wysokiej częstotliwości złożona z cewki pierwotnej transformatora impulsowego, lampy przełączającej i kondensatora filtra może wytwarzać promieniowanie przestrzenne, powodując zakłócenia promieniowania.
2. Zakłócenia spowodowane odwrotnym czasem regeneracji diody. Kiedy dioda prostownicza w obwodzie prostownika wysokiej częstotliwości przewodzi w kierunku przewodzenia, przepływa duży prąd przewodzenia. Kiedy jest wyłączane przez napięcie polaryzacji zaporowej, ze względu na stosunkowo dużą ilość prądu w złączu PN, gromadzi się wiele nośnych, więc prąd będzie płynął w odwrotnym kierunku przez pewien czas, zanim nośniki znikną, powodując odwrotność prąd powrotny, gdy nośniki znikają, gwałtownie maleje i powoduje dużą zmianę prądu (di/dt).
