A kapcsolóüzemű tápegységek elektromágneses kompatibilitási tervezési módszereinek elemzése
A kapcsolóüzemű tápegységeket széles körben használják kommunikációs, vezérlési, számítógépes és egyéb területeken, olyan előnyeik miatt, mint a kis méret és a nagy teljesítménytényező. Az elektromágneses interferencia keletkezése miatt azonban további alkalmazása bizonyos mértékig korlátozott. Ez a cikk elemzi az elektromágneses interferencia különböző mechanizmusait a kapcsolóüzemű tápegységekben, és ennek alapján javasol egy elektromágneses kompatibilitási tervezési módszert a kapcsolóüzemű tápegységek számára.
Az elektromágneses interferencia elemzése kapcsolóüzemű tápegységekben
A kapcsolóüzemű tápegység felépítése az 1. ábrán látható. Először is az AC teljesítményfrekvenciát egyenárammá egyenirányítják, majd nagyfrekvenciává alakítják, végül egy egyenirányító és szűrő áramkörön keresztül adják ki a stabil egyenfeszültséget. Az ésszerűtlen áramkör-tervezés és -elrendezés, mechanikai vibráció, rossz földelés stb. mind belső elektromágneses interferenciát okozhatnak. Ugyanakkor a transzformátor szivárgási induktivitása és a kimeneti dióda fordított visszaállási árama által okozott csúcs szintén erős interferencia forrása.
Belső interferencia forrás
● Kapcsolóáramkör
A kapcsolóáramkör főként kapcsolócsövekből és nagyfrekvenciás transzformátorokból áll. Megosztott kapacitás van a kapcsolócső és a hűtőbordája, a héj, valamint a tápegységen belüli vezetékek között. Az általa generált du/dt impulzusok nagy amplitúdójával, széles frekvenciasávval és gazdag harmonikusokkal rendelkezik. A kapcsolócső terhelése a nagyfrekvenciás transzformátor primer tekercse, és induktív terhelés. Az eredetileg vezető kapcsoló kikapcsolásakor a nagyfrekvenciás transzformátor szivárgási induktivitása E=- Ldi/dt visszafelé elektromotoros erőt generál, amely arányos a kollektor áramváltozási sebességével és a szivárgási induktivitással. A kikapcsolási feszültségre rárakódik, hogy kikapcsolási feszültségcsúcsot hozzon létre, és ezáltal vezető interferenciát képezzen.
● Egyenirányító diódák egyenirányító áramkörökhöz
Amikor a kimeneti egyenirányító dióda le van kapcsolva, fordított áram van, és a nullára való visszaálláshoz szükséges idő olyan tényezőktől függ, mint a csomópont kapacitása. Jelentős di/dt áramváltozásokat generál a transzformátor szivárgási induktivitásának és egyéb eloszlási paramétereinek hatására, ami erős, akár több tíz megahertzes frekvenciájú, nagyfrekvenciás interferenciát eredményez.
● Kóbor paraméterek
A magasabb frekvencián végzett munka miatt a kapcsolóüzemű tápegységek alacsony frekvenciájú alkatrészeinek jellemzői megváltozhatnak, ami zajt eredményezhet. Magas frekvenciákon a szórt paraméterek jelentős hatással vannak a csatolócsatorna jellemzőire, és az elosztott kapacitás az elektromágneses interferencia csatornájává válik.
2 Külső interferencia források
A külső interferenciaforrások teljesítményinterferenciára és villáminterferenciára oszthatók, míg a teljesítményinterferencia „közös üzemmódban” és „differenciális módban” egyaránt előfordul. Ugyanakkor a váltakozó áramú hálózatnak az egyenirányító hídhoz és a szűrőáramkörhöz való közvetlen csatlakoztatása miatt fél cikluson belül csak a bemeneti feszültség csúcsidejében van bemeneti áram, ami nagyon alacsony bemeneti teljesítménytényezőt eredményez (kb. { {0}}.6) a tápegységről. Ezenkívül ez az áram nagy mennyiségű harmonikus komponenst tartalmaz, amelyek harmonikus "szennyezést" okozhatnak az elektromos hálózatban.
