Kapcsolóüzemű tápegység elektromágneses kompatibilitási tervezése
A kapcsolóüzemű tápegység elektromágneses kompatibilitása (EMC) különböző elektromos eszközök együttes létezését jelenti korlátozott térben, időben és spektrum tartományban anélkül, hogy teljesítményromlást okozna, ideértve az elektromágneses zavart (EMD) és az elektromágneses érzékenységet (EMS). Az EMD az elektromos termékek által kibocsátott zajt jelenti, míg az EMS az elektromos termékek azon képességét jelenti, hogy ellenállnak a külső elektromágneses zavaroknak. A jó elektromágneses kompatibilitással rendelkező készüléket nem befolyásolhatja a környező elektromágneses környezet, és nem okozhat elektromágneses zavart.
A kapcsolóüzemű tápegységben lévő tápkapcsoló csövének nagy feszültség- és áramugrása van a nagyfrekvenciás be- és kikapcsolási folyamat során, így erős elektromágneses zavart kelt, de a zavar frekvenciatartománya (< 30MHz) is relatively low. The geometric size of most low-power switching power supplies is much smaller than the corresponding wavelength of 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium), and the electromagnetic disturbance phenomenon studied by switching power supply systems belongs to the range of quasi-stationary field. When studying their electromagnetic disturbance problems, the main consideration is conduction disturbance.
Elektromágneses zavar
Az elektromágneses zavarok tárgyalása általában három aspektusból történik: a zavarforrás jellemzői, a zavarcsatoló csatorna jellemzői és a zavart tárgy jellemzői.
1 kapcsolóüzemű tápegység a fő elektromágneses interferencia forrásban
Az elektromágneses interferenciaforrás a kapcsolóüzemű tápegységben főleg kapcsolóeszközöket, diódákat és nemlineáris passzív alkatrészeket foglal magában; A kapcsolóüzemű tápellátásban a nyomtatott kártyák nem megfelelő huzalozása is jelentős elektromágneses zavart okozó tényező.
Kapcsolóáramkör okozta elektromágneses zavar
Kapcsoló tápellátás esetén a kapcsolóáramkör által keltett elektromágneses zavar az egyik fő zavarforrás a kapcsolóüzemű tápellátásban. A kapcsolóáramkör a kapcsoló tápegység magja, amely főként kapcsolócsőből és nagyfrekvenciás transzformátorból áll. Az általa generált dv/dt nagy amplitúdójú, széles frekvenciasávú és gazdag harmonikusú impulzus. Ennek az impulzuszavarnak a fő okai a következők
1) A kapcsolócső terhelése a nagyfrekvenciás transzformátor primer tekercse, amely induktív terhelés. Abban a pillanatban, amikor a kapcsolócső be van kapcsolva, a primer tekercs nagy bekapcsolási áramot termel, és a primer tekercs mindkét végén magas túlfeszültség-csúcs feszültség jelenik meg. A kapcsolócső kikapcsolásakor a primer tekercs szivárgó fluxusa miatt az energia egy része nem jut át a primer tekercsből a szekunder tekercsbe, és ez az induktorban tárolt energiarész csillapító oszcillációt hoz létre. a kollektoráramkörben lévő kondenzátorok és ellenállások tüskéivel, és a kikapcsolási feszültségre rákerülnek, hogy kikapcsolási feszültségcsúcsot képezzenek. A tápfeszültség megszakítása ugyanazt a mágnesezési impulzusáram tranziensét idézi elő, mint a primer tekercs bekapcsolásakor, és ez a zaj a bemeneti és kimeneti kapcsokra kerül, ami vezetési zavart okoz, és a legrosszabb esetben meghibásodhat. a kapcsolócsövet.
2) Az impulzustranszformátor primer tekercséből, kapcsolócsőből és szűrőkondenzátorból álló nagyfrekvenciás kapcsolóáramhurok nagy térsugárzást és sugárzási zavart okozhat. Ha a kondenzátor szűrőkapacitása nem elegendő, vagy a nagyfrekvenciás jellemzők nem jók, a kondenzátoron lévő nagyfrekvenciás impedancia differenciális üzemmódban vezeti a nagyfrekvenciás áramot a váltakozó áramú tápegységhez, és vezetési zavart hoz létre.
Dióda egyenirányító áramkör által okozott elektromágneses zavar
A |di/dt| A fő áramkörben az egyenirányító dióda által generált fordított visszanyerő áram sokkal kisebb, mint a lendkerék diódáé. Elektromágneses interferenciaforrásként az egyenirányító dióda fordított visszanyerő árama által okozott zavar intenzitása nagy és a frekvenciasáv széles. Az egyenirányító dióda által generált feszültségugrás sokkal kisebb, mint a tápegységben lévő tápkapcsoló csövének be- és kikapcsolásakor keletkező feszültségugrás. Ezért lehetőség van az egyenirányító áramkör vizsgálatára az elektromágneses interferencia csatoló csatorna részeként, függetlenül a |dv/dt| és |di/dt| egyenirányító diódákkal állítják elő.
A dv/dt és a betöltési méret kapcsolata
A tápkapcsoló csöve be- és kikapcsolásakor keletkező Dv/dt a kapcsolóüzemű tápegység fő zavarforrása. Az elméleti elemzés és kísérletek azt mutatják, hogy a |dv/dt| értéke a lekapcsolás által generált növekszik a terhelés növekedésével, de a terhelés változásának csekély hatása van a |dv/dt| bekapcsolva. Mivel a |dv/dt| más a be- és kikapcsoláskor keletkezett, más a külsőleg generált zavarimpulzus is.
