Zakłócenia i tłumienie zasilaczy impulsowych
Zakłócenia generowane przez sam zasilacz impulsowy bezpośrednio zagrażają normalnej pracy urządzeń elektronicznych. Tłumienie szumu elektromagnetycznego samego zasilacza impulsowego jest ważnym tematem w rozwoju i projektowaniu zasilaczy impulsowych. W artykule pokrótce przedstawiono mechanizm powstawania i propagacji zakłóceń elektromagnetycznych w zasilaczach impulsowych oraz podsumowano kilka głównych metod tłumienia powstawania i propagacji zakłóceń elektromagnetycznych w zasilaczach impulsowych.
Zasilacz impulsowy, jako urządzenie zasilające urządzenia elektroniczne, ma zalety niewielkich rozmiarów, lekkości i wysokiej wydajności i jest szeroko stosowany w obwodach cyfrowych. Jednakże ze względu na swój stan przełączania o wysokiej częstotliwości jest silnym źródłem zakłóceń, a generowane przez niego zakłócenia bezpośrednio zagrażają normalnej pracy urządzeń elektronicznych. Dlatego też wytłumienie szumu elektromagnetycznego samego zasilacza impulsowego i poprawa jego odporności na zakłócenia elektromagnetyczne w celu zapewnienia długotrwałej bezpiecznej i niezawodnej pracy urządzeń elektronicznych jest ważnym tematem w rozwoju i projektowaniu zasilaczy impulsowych.
Generacja zakłóceń w zasilaczu impulsowym
Zakłócenia zasilaczy impulsowych ogólnie dzieli się na dwie kategorie: po pierwsze, zakłócenia powodowane przez wewnętrzne elementy zasilaczy impulsowych; Drugie to zakłócenia wywołane czynnikami zewnętrznymi w zasilaczu impulsowym. W obu przypadkach biorą udział zarówno czynniki ludzkie, jak i naturalne.
Wewnętrzne zakłócenia zasilacza impulsowego
Zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez zasilacze impulsowe są spowodowane głównie zakłóceniami prądu harmonicznego wysokiego rzędu generowanymi przez prostownik podstawowy oraz zakłóceniami napięcia szczytowego generowanymi przez obwód konwersji mocy.
Podstawowy prostownik
Proces prostowania podstawowego prostownika jest najczęstszą przyczyną zakłóceń elektromagnetycznych. Dzieje się tak, ponieważ sinusoida prądu przemiennego o częstotliwości sieciowej po prostowaniu nie jest już prądem o pojedynczej częstotliwości, ale staje się składową stałą i serią składowych harmonicznych o różnych częstotliwościach. Harmoniczne (zwłaszcza harmoniczne wyższego rzędu) będą generować zakłócenia przewodzenia i zakłócenia promieniowania wzdłuż linii przesyłowej, powodując zniekształcenie prądu czołowego. Z jednej strony spowoduje to zniekształcenie kształtu fali prądu podłączonego do przedniej linii energetycznej, z drugiej strony będzie generować zakłócenia o częstotliwości radiowej w linii energetycznej.
Obwód konwersji mocy
Obwód konwersji mocy jest rdzeniem zasilacza regulowanego przełącznikiem, który wytwarza szerokie pasmo i bogate harmoniczne. Głównymi elementami generującymi zakłócenia impulsowe są:
1) Pomiędzy rurką przełącznika a jej radiatorem, obudową i przewodami wewnątrz zasilacza występuje rozproszona pojemność. Kiedy rurka przełączająca przepływa przez duży prąd impulsowy (zwykle falę prostokątną), kształt fali zawiera wiele składowych o wysokiej częstotliwości; Jednocześnie parametry urządzenia użyte do wyłączenia zasilania, takie jak czas przechowywania tranzystora mocy przełączającej, duży prąd stopnia wyjściowego i czas powrotu zwrotnego diody prostownika przełączającego, mogą powodować chwilowe zwarcie w obwodzie, generujące duży prąd zwarciowy. Ponadto obciążeniem rury przełączającej jest transformator wysokiej częstotliwości lub cewka magazynująca energię. W momencie przewodzenia rury przełączającej w uzwojeniu pierwotnym transformatora występuje duży prąd rozruchowy, powodując szczytowy hałas.
2) Transformator w zasilaczu impulsowym transformatora wysokiej częstotliwości służy do izolacji i transformacji napięcia, ale ze względu na indukcyjność rozproszenia może generować szum indukcji elektromagnetycznej; Jednocześnie, w warunkach wysokiej częstotliwości, rozproszona pojemność między warstwami transformatora będzie przenosić szum harmoniczny wyższego rzędu ze strony pierwotnej na stronę wtórną, podczas gdy rozdzielona pojemność transformatora do powłoki tworzy kolejną wysoką ścieżkę częstotliwości, ułatwiając pole elektromagnetyczne generowane wokół transformatora sprzęgać się i tworzyć szum na innych przewodach.
3) Gdy dioda prostownicza diody prostowniczej po stronie wtórnej jest używana do prostowania wysokiej częstotliwości, ze względu na współczynnik czasu powrotu do prądu wstecznego, ładunek zgromadzony w prądzie przewodzenia nie może zostać natychmiast wyeliminowany po przyłożeniu napięcia wstecznego (ze względu na obecność nośników i przepływ prądu). Gdy nachylenie odzysku prądu wstecznego będzie zbyt duże, indukcyjność przepływająca przez cewkę generuje napięcie szczytowe, które będzie generować silne zakłócenia o wysokiej częstotliwości pod wpływem indukcyjności rozproszenia transformatora i innych parametrów dystrybucji, z częstotliwością do kilkudziesięciu MHz.
4) Kondensatory, cewki indukcyjne i zasilacze impulsowe mogą powodować zmiany w charakterystyce komponentów o niskiej częstotliwości ze względu na ich działanie przy wyższych częstotliwościach, co powoduje hałas.
