Projekt kompatybilności elektromagnetycznej dla zasilaczy impulsowych
Kompatybilność elektromagnetyczna zasilaczy impulsowych odnosi się do współistnienia różnych urządzeń elektrycznych w ograniczonym zakresie przestrzeni, czasu i częstotliwości, bez powodowania spadku wydajności. Obejmuje dwa aspekty: zakłócenia elektromagnetyczne (EMD) i wrażliwość elektromagnetyczną (EMS). EMD odnosi się do hałasu zewnętrznego emitowanego przez produkty elektryczne, natomiast EMS odnosi się do zdolności produktów elektrycznych do przeciwstawiania się zewnętrznym zakłóceniom elektromagnetycznym. Na urządzenie o dobrej kompatybilności elektromagnetycznej nie powinno oddziaływać otaczające środowisko elektromagnetyczne ani powodować zakłóceń elektromagnetycznych w otoczeniu.
Tranzystor przełączający moc w zasilaczu impulsowym generuje znaczne skoki napięcia i prądu podczas procesu włączania/wyłączania przy wysokich częstotliwościach, co skutkuje silnymi zakłóceniami elektromagnetycznymi, ale zakres częstotliwości zakłóceń (<30MHz) is relatively low. The geometric dimensions of most low-power switching power supplies are much smaller than the wavelength corresponding to a 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium). The electromagnetic interference phenomena studied in switching power supply systems belong to the range of quasi steady fields. When studying their electromagnetic interference problems, the main consideration is conducted interference.
2 Molestowanie elektromagnetyczne
Dyskusja na temat zakłóceń elektromagnetycznych jest na ogół prowadzona z trzech aspektów: charakterystyki źródła zakłóceń, charakterystyki kanału sprzęgającego zakłócenia oraz charakterystyki ciała zaburzonego.
2.1 Główne źródła zakłóceń elektromagnetycznych w zasilaczach impulsowych
Źródła zakłóceń elektromagnetycznych w zasilaczach impulsowych obejmują głównie urządzenia przełączające, diody i nieliniowe elementy pasywne; Niewłaściwe okablowanie płytek drukowanych jest również głównym czynnikiem powodującym zakłócenia elektromagnetyczne w zasilaczach impulsowych.
2.1.1 Zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez obwody przełączników
W przypadku zasilaczy impulsowych jednym z głównych źródeł zakłóceń są zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez obwód przełączający. Obwód przełączający to rdzeń zasilacza impulsowego, składający się głównie z lamp przełączających i transformatorów-wysokiej częstotliwości. Generowany przez niego dv/dt jest impulsem o dużej amplitudzie, szerokim paśmie częstotliwości i obfitych harmonicznych. Główną przyczyną tego zaburzenia pulsu jest
1) Obciążeniem rury przełączającej jest cewka pierwotna transformatora-wysokiej częstotliwości, która jest obciążeniem indukcyjnym. W momencie włączenia rurki przełączającej w uzwojeniu pierwotnym generowany jest duży prąd udarowy, a na obu końcach cewki pierwotnej pojawia się wysokie napięcie szczytowe; W momencie rozłączenia rurki przełączającej, na skutek strumienia rozproszenia uzwojenia pierwotnego, część energii nie jest przekazywana z uzwojenia pierwotnego do uzwojenia wtórnego. Energia zgromadzona w cewce utworzy oscylację zanikającą ze szczytem o pojemności i rezystancji w obwodzie kolektora, która zostanie nałożona na napięcie wyłączenia, tworząc szczyt napięcia wyłączenia. Ten rodzaj przerwy w napięciu zasilania spowoduje wygenerowanie takiego samego przejściowego impulsu magnesującego, jak w przypadku podłączenia cewki pierwotnej. Szum ten będzie przewodzony do zacisków wejściowych i wyjściowych, powodując zakłócenia przewodzenia, a w poważnych przypadkach może spowodować uszkodzenie rurki przełącznika.
2) Pętla prądu przełączającego-o wysokiej częstotliwości złożona z cewki pierwotnej, lampy przełączającej i kondensatora filtrującego transformatora impulsowego może generować znaczne promieniowanie przestrzenne, tworząc zakłócenia radiacyjne. Jeśli zdolność filtrowania kondensatora jest niewystarczająca lub charakterystyka wysokich-częstotliwości jest słaba, impedancja wysokiej-częstotliwości kondensatora spowoduje, że prąd o wysokiej-częstotliwości będzie przewodzony do zasilacza prądu przemiennego w trybie różnicowym, tworząc zakłócenia przewodzenia.
