Wprowadzenie metody projektowania kompatybilności elektromagnetycznej zasilacza impulsowego
Ze względu na zalety niewielkich rozmiarów i wysokiego współczynnika mocy, zasilacz impulsowy jest szeroko stosowany w komunikacji, sterowaniu, komputerach i innych dziedzinach. Jednak ze względu na zakłócenia elektromagnetyczne jego dalsze zastosowanie jest w pewnym stopniu ograniczone. W artykule przeanalizowane zostaną różne mechanizmy zakłóceń elektromagnetycznych zasilaczy impulsowych i na ich podstawie zaproponowana zostanie metoda projektowania kompatybilności elektromagnetycznej zasilaczy impulsowych.
Analiza zakłóceń elektromagnetycznych zasilacza impulsowego
Strukturę zasilacza impulsowego pokazano na rysunku 1. Najpierw częstotliwość prądu przemiennego jest prostowana na prąd stały, a następnie przekształcana na wysoką częstotliwość, a na koniec wyprowadzana przez obwód prostowania i filtrowania w celu uzyskania stabilnego napięcia stałego. Nieracjonalny projekt i układ obwodów, wibracje mechaniczne, słabe uziemienie itp. spowodują wewnętrzne zakłócenia elektromagnetyczne. Jednocześnie indukcyjność upływu transformatora i szczyt spowodowany prądem zwrotnym diody wyjściowej są również potencjalnymi silnymi źródłami zakłóceń.
● obwód przełącznika
Obwód przełącznika składa się głównie z rury przełączającej i transformatora wysokiej częstotliwości. Pomiędzy rurką przełącznika a jego radiatorem, obudową i wewnętrznymi wyprowadzeniami zasilacza występuje rozłożona pojemność. Generowany przez nią du/dt ma stosunkowo duży puls, szerokie pasmo częstotliwości i bogate harmoniczne. Obciążenie rury przełączającej jest cewką pierwotną transformatora wysokiej częstotliwości, która jest obciążeniem indukcyjnym. Po wyłączeniu rurki przełączającej, która była pierwotnie włączona, indukcyjność upływu transformatora wysokiej częstotliwości generuje przeciwną siłę elektromotoryczną E=-Ldi/dt, a jej wartość jest proporcjonalna do szybkości zmian prądu kolektora i proporcjonalnie do indukcyjności rozproszenia, nałożonej na napięcie odcięcia, tworzy się szczyt napięcia wyłączenia, tworząc w ten sposób zakłócenia przewodzenia.
● Diody prostownicze do obwodów prostowniczych
Gdy wyjściowa dioda prostownicza jest odcięta, występuje prąd wsteczny, a czas powrotu do zera jest związany z takimi czynnikami, jak pojemność złącza. Wytworzy dużą zmianę prądu di/dt pod wpływem indukcyjności upływu transformatora i innych parametrów dystrybucji oraz wygeneruje silne zakłócenia o wysokiej częstotliwości, częstotliwość może osiągnąć dziesiątki megaherców.
● Fałszywe parametry
Ze względu na pracę z wysoką częstotliwością zmieni się charakterystyka komponentów o niskiej częstotliwości w zasilaczu impulsowym, co spowoduje hałas. Przy wysokich częstotliwościach parametry rozproszenia mają duży wpływ na charakterystykę kanału sprzęgającego, a rozproszona pojemność staje się kanałem zakłóceń elektromagnetycznych.
2 Zewnętrzne źródła zakłóceń
Zewnętrzne źródła zakłóceń można podzielić na zakłócenia zasilania i zakłócenia wyładowań atmosferycznych, a zakłócenia zasilania występują w „trybie wspólnym” i „trybie różnicowym”. Jednocześnie, ponieważ sieć energetyczna prądu zmiennego jest bezpośrednio podłączona do mostka prostowniczego i obwodu filtra, w połowie cyklu tylko szczytowy czas napięcia wejściowego ma prąd wejściowy, co skutkuje bardzo niskim wejściowym współczynnikiem mocy podaż (około 0,6). Ponadto prąd zawiera dużą liczbę składowych harmonicznych prądu, które spowodują „zanieczyszczenie” sieci harmonicznymi
