Środki ograniczające zakłócenia elektromagnetyczne zasilaczy impulsowych
Zwykle kontrola EMI zasilacza impulsowego wykorzystuje głównie technologię filtrowania, technologię ekranowania, technologię uszczelniania i technologię uziemiania. Zakłócenia EMI można podzielić na zakłócenia przewodzenia i zakłócenia promieniowania, w zależności od drogi transmisji. Zasilacz impulsowy przewodzi głównie zakłócenia, a jego zakres częstotliwości jest najszerszy i wynosi około 10 kHz-30 MHz. Środki zaradcze mające na celu tłumienie zakłóceń przewodzonych rozwiązuje się zasadniczo w trzech pasmach częstotliwości: 10 kHz-150 kHz, 150 kHz-10 MHz i więcej. Normalne zakłócenia występują głównie w zakresie od 10 kHz do 150 kHz, które zwykle rozwiązuje się za pomocą ogólnego filtra LC. Zakłócenia w trybie wspólnym występują głównie w zakresie 150 kHz-10 MHz i są zwykle eliminowane przez filtr odrzucający w trybie wspólnym. Środki zaradcze dla pasma częstotliwości powyżej 10 MHz polegają na poprawie kształtu filtra i zastosowaniu środków ekranowania elektromagnetycznego.
Zastosowano 1 filtr EMI z wejściem AC.
Zwykle istnieją dwa sposoby przesyłania prądu zakłócającego przez przewodnik: tryb wspólny i tryb różnicowy. Zakłócenia w trybie wspólnym to zakłócenia pomiędzy płynem nośnym a ziemią: zakłócenia mają tę samą wielkość i kierunek i występują pomiędzy dowolnym względnym uziemieniem źródła zasilania lub pomiędzy linią neutralną a ziemią, generowane głównie przez du/ dt i di/dt również wytwarzają pewne zakłócenia w trybie wspólnym. Zakłócenia trybu różnicowego to zakłócenia pomiędzy płynami nośnymi: zakłócenia mają jednakową wielkość i przeciwny kierunek i występują pomiędzy linią fazową i linią neutralną źródła zasilania oraz linią fazową i linią fazową. Kiedy prąd zakłócający jest przesyłany przez przewodnik, może pojawiać się zarówno w trybie wspólnym, jak i różnicowym. Jednakże prąd zakłócający w trybie wspólnym może zakłócać użyteczne sygnały dopiero wtedy, gdy stanie się prądem zakłócającym w trybie różnicowym.
Istnieją dwa powyższe rodzaje zakłóceń w linii przesyłowej prądu przemiennego, zwykle zakłócenia w trybie różnicowym o niskiej częstotliwości i zakłócenia w trybie wspólnym o wysokiej częstotliwości. Ogólnie rzecz biorąc, amplituda zakłóceń w trybie różnicowym jest niewielka, częstotliwość jest niska, a powodowane zakłócenia są małe; Zakłócenia w trybie wspólnym mają dużą amplitudę i wysoką częstotliwość, a także mogą wytwarzać promieniowanie przez przewody, co powoduje duże zakłócenia. Jeśli na wejściu zasilacza prądu przemiennego zostanie zastosowany odpowiedni filtr EMI, zakłócenia elektromagnetyczne mogą zostać skutecznie stłumione. Podstawową zasadę działania filtru EMI linii elektroenergetycznej pokazano na rysunku 1, w którym kondensatory trybu różnicowego C1 i C2 służą do zwierania prądu zakłócającego trybu różnicowego, natomiast kondensatory uziemiające linię pośrednią C3 i C4 służą do zwarcia. obwód prądu zakłócającego w trybie wspólnym. Cewka dławikowa trybu wspólnego składa się z dwóch cewek o tej samej grubości i nawiniętych na rdzeń magnetyczny w tym samym kierunku. Jeśli sprzężenie magnetyczne pomiędzy dwiema cewkami jest bardzo bliskie, indukcyjność rozproszenia będzie bardzo mała, co jest słabe w zakresie częstotliwości linii energetycznej.
Reaktancja modowa stanie się bardzo mała; Kiedy prąd obciążenia przepływa przez dławik wspólny, linie pola magnetycznego generowane przez cewki połączone szeregowo w linii fazowej są przeciwne do tych generowanych przez cewki połączone szeregowo w linii neutralnej i znoszą się w Rdzeń magnetyczny. Dlatego nawet w przypadku dużego prądu obciążenia rdzeń magnetyczny nie zostanie nasycony. W przypadku prądu zakłócającego w trybie wspólnym pola magnetyczne generowane przez dwie cewki są w tym samym kierunku, co będzie charakteryzowało się dużą indukcyjnością, odgrywając w ten sposób rolę w tłumieniu sygnału zakłócającego w trybie wspólnym. W tym przypadku cewka dławika trybu wspólnego powinna być wykonana z ferrytowego materiału magnetycznego o dużej przepuszczalności i dobrych charakterystykach częstotliwościowych.
2 Korzystanie z obwodu absorpcyjnego w celu poprawy kształtu fali przełączającej
Podczas włączania i wyłączania rurki przełączającej lub diody występuje indukcyjność rozproszenia transformatora, indukcyjność linii, pojemność magazynowania diody i pojemność rozproszona, które łatwo generują napięcie szczytowe na kolektorze, emiterze i diodzie rurki przełączającej . Zwykle przyjmuje się obwód absorpcyjny RC/RCD i obwód absorpcji napięcia udarowego RCD.
Kiedy napięcie w obwodzie absorpcyjnym przekroczy określoną amplitudę, każde urządzenie zostaje szybko włączone, uwalniając w ten sposób energię udarową i ograniczając napięcie udarowe do określonej amplitudy. Nasycalna cewka z rdzeniem magnetycznym lub mikrokrystaliczne kulki magnetyczne są połączone szeregowo na kolektorze rurki przełączającej i dodatnim przewodzie diody wyjściowej, a materiałem jest zazwyczaj kobalt (Co). Gdy przepływa normalny prąd, rdzeń magnetyczny jest nasycony, a indukcyjność jest bardzo mała. Gdy prąd będzie płynął w odwrotnym kierunku, wytworzy się duża siła wsteczna, która może skutecznie stłumić wsteczny prąd udarowy diody VD.
3 z wykorzystaniem technologii modulacji częstotliwości przełączania
Technologia kontroli częstotliwości opiera się na tym, że energia zakłóceń przełączających koncentruje się głównie na określonej częstotliwości i ma duży szczyt widma. Jeżeli energie te można rozproszyć w szerszym paśmie częstotliwości, można osiągnąć cel polegający na zmniejszeniu wartości szczytowej widma zakłóceń. Zwykle istnieją dwie metody przetwarzania: metoda częstotliwości losowej i metoda częstotliwości modulacyjnej.
Metoda częstotliwości losowych polega na dodaniu składowej zakłócenia losowego do interwału przełączania obwodu, tak aby energia zakłóceń przełączania była rozproszona w określonym paśmie częstotliwości. Z badań wynika, że spektrum zakłóceń przełączających zmieniło się z dyskretnych szczytowych zakłóceń impulsowych na zakłócenia ciągłe rozproszone, a ich wartość szczytowa znacznie spadła.
Metoda częstotliwości modulacyjnej polega na dodaniu ludzkiej fali modulacyjnej (białego szumu) do fali piłokształtnej, utworzeniu wstęgi bocznej wokół dyskretnego pasma częstotliwości, które wytwarza zakłócenia, i modulowaniu dyskretnego pasma częstotliwości zakłóceń w rozproszone pasmo częstotliwości. W ten sposób energia zakłóceń jest rozpraszana w tych pasmach częstotliwości dystrybucji. Pod warunkiem, że nie wpłynie to na charakterystykę roboczą konwertera, ta metoda sterowania może dobrze stłumić zakłócenia podczas włączania i wyłączania.
4 Zastosowano technologię miękkiego przełączania.
Jedno z zakłóceń zasilacza impulsowego pochodzi z przewodu du/dt przy włączeniu/wyłączeniu lampki wyłącznika zasilania. Dlatego zmniejszenie du/dt rury przełącznika zasilania jest ważnym środkiem tłumienia zakłóceń pochodzących z zasilacza impulsowego. Technologia miękkiego przełączania może zmniejszyć du/dt włączania/wyłączania rury przełączającej.
Jeśli do obwodu włączania i wyłączania zostanie dodany mały element rezonansowy, taki jak indukcyjność i pojemność, utworzona zostanie sieć pomocnicza. Proces rezonansu jest indukowany przed i po procesie przełączania, dzięki czemu napięcie spada do zera przed włączeniem przełącznika, dzięki czemu można wyeliminować zjawisko nakładania się napięcia i prądu w procesie przełączania, a straty przełączania i zakłócenia mogą zostać zmniejszona lub nawet wyeliminowana. Obwód ten nazywany jest obwodem miękkiego przełączania.
