A kapcsolóüzemű tápegység elektromágneses kompatibilitási tervezési módszerének elemzése
A kis méret és a nagy teljesítménytényező előnyei miatt a kapcsolóüzemű tápegységet széles körben használják a kommunikációs, vezérlési, számítógépes és egyéb területeken. Az elektromágneses interferencia miatt azonban további alkalmazása bizonyos mértékig korlátozott. Jelen cikk a kapcsolóüzemű tápegység elektromágneses interferencia különböző mechanizmusait elemzi, és ezek alapján javaslatot tesz a kapcsolóüzemű tápegység elektromágneses kompatibilitási tervezési módszerére.
A kapcsolóüzemű tápegység elektromágneses interferencia elemzése
A kapcsolóüzemű tápegység felépítése az 1. ábrán látható. Először az AC teljesítményfrekvenciát egyenárammá egyenirányítják, majd nagyfrekvenciává alakítják, végül pedig az egyenirányító és szűrő áramkörön keresztül adják ki a stabil egyenfeszültséget. Az ésszerűtlen áramkör-tervezés és -elrendezés, mechanikai vibráció, rossz földelés stb. belső elektromágneses interferenciát okoz. Ugyanakkor a transzformátor szivárgási induktivitása és a kimeneti dióda fordított visszaállási árama által okozott csúcs szintén potenciális erős interferenciaforrás.
1 Belső interferenciaforrások
● kapcsoló áramkör
A kapcsolóáramkör főként egy kapcsolócsőből és egy nagyfrekvenciás transzformátorból áll. A kapcsolócső és a hűtőbordája, a burkolat és a tápegység belső vezetékei között elosztott kapacitás van. Az általa generált du/dt viszonylag nagy impulzussal, széles frekvenciasávval és gazdag harmonikusokkal rendelkezik. A kapcsolócső terhelése a nagyfrekvenciás transzformátor primer tekercse, amely induktív terhelés. Az eredetileg bekapcsolt kapcsolócső kikapcsolásakor a nagyfrekvenciás transzformátor szivárgási induktivitása E=-Ldi/dt ellenelektromotoros erőt generál, és ennek értéke arányos a kollektor áramváltozási sebességével. és a szivárgási induktivitással arányos, a kikapcsolásra szuperponálva A lekapcsolási feszültségen lekapcsolási feszültségcsúcs jön létre, ezáltal vezetési zavart képez.
● Egyenirányító diódák egyenirányító áramkörökhöz
Fordított áram van, amikor a kimeneti egyenirányító dióda le van kapcsolva, és a nullára való visszatérés ideje olyan tényezőkhöz kapcsolódik, mint például a csatlakozási kapacitás. A transzformátor szivárgási induktivitásának és egyéb eloszlási paramétereinek hatására nagy di/dt áramváltozást produkál, és erős nagyfrekvenciás interferenciát generál, a frekvencia elérheti a tíz megahertzet.
● Hamis paraméterek
A magasabb frekvencián történő munkavégzés miatt a kapcsolóüzemű tápegység alacsony frekvenciájú komponenseinek jellemzői megváltoznak, ami zajt eredményez. Magas frekvenciákon a szórt paraméterek nagymértékben befolyásolják a csatolócsatorna karakterisztikáját, és az elosztott kapacitás az elektromágneses interferencia csatornájává válik.
2 Külső zavarforrások
A külső interferencia-források teljesítményinterferenciára és villáminterferenciára oszthatók, és a teljesítményinterferencia „közös módban” és „differenciális módban” létezik. Ugyanakkor, mivel a váltakozó áramú hálózat közvetlenül kapcsolódik az egyenirányító hídhoz és a szűrőáramkörhöz, fél ciklus alatt csak a bemeneti feszültség csúcsidejében van bemeneti áram, ami nagyon alacsony bemeneti teljesítménytényezőt eredményez. kínálat (kb. 0.6). Ezenkívül ez az áram nagyszámú áramharmonikus komponenst tartalmaz, amelyek harmonikus "szennyezést" okoznak a hálózatban.
A kapcsolóüzemű tápegység EMC tervezése
Az elektromágneses interferenciának három szükséges feltétele van: zavarforrás, átviteli közeg és érzékeny berendezés. Az EMC tervezés célja e három feltétel egyikének megsemmisítése. Ehhez a főbb módszereket alkalmazzák: áramköri mérések, EMI-szűrés, árnyékolás, nyomtatott áramköri lapok interferencia-ellenes tervezése stb.
1 Lágy kapcsolási technológia a kapcsolási veszteségek és a kapcsolási zaj csökkentésére
A lágy kapcsolás egy fejlett kapcsolási technológia, amely rezonancia technológián alapul, vagy zéró feszültség/áram állapotú vezérlési technológiát használ, kemény kapcsolás alapján.
A lágy kapcsolás megvalósítási módja a következő: kis induktorok, kondenzátorok és egyéb rezonáns komponensek hozzáadása az eredeti áramkörhöz, rezonancia bevezetése a kapcsolási folyamat előtt és után, valamint a feszültség és áram átfedésének megszüntetése. A 2. ábra egy soft switching technológiát alkalmazó alap kapcsolóegységet mutat be.
Használjon árnyékolást a sugárzott és indukált interferencia elnyomására
A kapcsolóüzemű tápegység interferenciaspektruma a 30 MHz alatti frekvenciasávban koncentrálódik, és az r átmérő<λ 2π="" is="" mainly="" an="" electromagnetic="" field="" of="" near-field="" nature,="" and="" it="" is="" a="" low-impedance="" field.="" materials="" with="" good="" electrical="" conductivity="" can="" be="" used="" to="" shield="" the="" electric="" field,="" while="" materials="" with="" high="" magnetic="" permeability="" can="" be="" used="" to="" shield="" the="" magnetic="" field.="" in="" addition,="" effective="" shielding="" measures="" should="" be="" taken="" for="" transformers,="" inductors,="" power="" devices,="" etc.="" the="" ventilation="" holes="" on="" the="" shielding="" shell="" are="" preferably="" circular,="" and="" the="" number="" of="" holes="" can="" be="" many="" if="" ventilation="" conditions="" are="" satisfied,="" and="" the="" size="" of="" each="" hole="" should="" be="" as="" small="" as="" possible.="" the="" seams="" are="" to="" be="" welded="" to="" ensure="" electromagnetic="" continuity.="" filtering="" measures="" should="" be="" taken="" at="" the="" lead-in="" and="" lead-out="" lines="" of="" the="" shielded="" enclosure.="" for="" electric="" field="" shielding,="" the="" shielding="" case="" must="" be="" grounded.="" for="" magnetic="" field="" shielding,="" the="" shielded="" case="" does="" not="" need="" to="" be="">
