A kapcsolóüzemű tápegység jellemzői és az elektromágneses interferencia keletkezésének mechanizmusa
A kapcsolóüzemű tápegységeknek négy alapvető jellemzője van:
① A hely viszonylag világos. Főleg teljesítménykapcsoló eszközökre, diódákra és csatlakoztatott hűtőbordákra és nagyfrekvenciás transzformátorokra koncentrálva;
② Az energiaátalakító eszköz be-/kikapcsolt állapotban működik. Tekintettel arra, hogy a kapcsolóüzemű tápegység kapcsolási állapotban működő energiaátalakító berendezés, feszültség- és áramváltozási sebessége nagy, ami jelentős zavarintenzitást eredményez;
③ A nyomtatott áramköri lapok (PCB-k) vezetékezése általában manuálisan történik. Ez az elrendezés rendkívül önkényessé teszi, ami megnehezíti a PCB-eloszlási paraméterek kinyerését, valamint a közeli terepi interferencia előrejelzését és kiértékelését;
④ A kapcsolási frekvencia nagy, több tízezer Hz-től több megahertzig terjed. Az interferencia fő formái a vezetett interferencia és a közeli interferencia.
Az elektromágneses interferencia keletkezésének mechanizmusa
Kapcsolóáramkörök által keltett elektromágneses interferencia
A kapcsolóáramkör a kapcsolóáramkör magja, főként kapcsolócsövekből és nagyfrekvenciás transzformátorokból áll. Az általa generált dv/dt egy nagy amplitúdójú, széles frekvenciasávú, gazdag harmonikusú impulzus. Ennek az impulzuszavarnak a fő oka kettős: egyrészt a kapcsolócső terhelése a nagyfrekvenciás transzformátor primer tekercse, amely induktív terhelés. Abban a pillanatban, amikor a kapcsolócső be van kapcsolva, a primer tekercs nagy túlfeszültséget generál, és a primer tekercs mindkét végén magas túlfeszültség-csúcs feszültség jelenik meg; A kapcsolócső leválasztásának pillanatában a primer tekercs szivárgó fluxusa miatt az energia egy része nem kerül át a primer tekercsből a szekunder tekercsbe. Az induktorban tárolt energia csillapító oszcillációt hoz létre tüskékkel, valamint a kollektoráramkör kapacitásával és ellenállásával, amelyek a kikapcsolási feszültségre rárakódnak, és egy kikapcsolási feszültségcsúcsot alkotnak. Az ilyen típusú tápfeszültség-megszakítás ugyanazt a mágnesezési túlfeszültség-tranzienst hoz létre, mint a primer tekercs csatlakoztatásakor, és ez a zaj továbbítódik a bemeneti és kimeneti kapcsokra, vezető interferenciát képezve. Másrészt az impulzustranszformátor primer tekercséből, kapcsolócsövéből és szűrőkondenzátorából álló nagyfrekvenciás kapcsolóáramhurok jelentős térbeli sugárzást generálhat, sugárzási interferenciát képezve.
A nagyfrekvenciás egyenirányító áramkörben a dióda fordított helyreállítási ideje által okozott interferenciát az egyenirányító diódán átfolyó nagy előremenő áram okozza az előre vezetés során. Ha a fordított előfeszítő feszültség miatt ki van kapcsolva, a több vivő felhalmozódása miatt a PN átmenetben, az áram az ellenkező irányba fog folyni a vivők eltűnése előtti időszakban, ami a vivők visszacsatolási áramának éles csökkenését okozza. a vivők eltűnnek és jelentős áramváltozást okozva (di/dt).
Az elektromágneses interferencia elnyomására szolgáló intézkedések
Az elektromágneses interferenciát alkotó három elem az interferenciaforrás, a terjedési út és a zavart berendezés. Ezért az elektromágneses interferencia elnyomását ebből a három szempontból kell elvégezni.
A cél az interferenciaforrások elnyomása, az interferenciaforrások és a zavart berendezések közötti csatolás és sugárzás megszüntetése, a zavart berendezések interferencia-elhárító képességének javítása, és ezáltal a kapcsolóüzemű tápegységek elektromágneses kompatibilitási teljesítményének javítása.
Szűrők használata az elektromágneses interferencia elnyomására
A szűrés az elektromágneses interferencia elnyomásának egyik fontos módszere, amely hatékonyan képes elnyomni az elektromos hálózatban lévő berendezésbe belépő elektromágneses interferenciát, valamint elnyomja a berendezésen belüli elektromos hálózatba belépő elektromágneses interferenciát. A kapcsolóüzemű tápegység bemeneti és kimeneti áramkörébe kapcsolóteljesítmény-szűrő beépítése nemcsak a vezetett interferencia problémáját oldhatja meg, hanem a sugárzási zavarok megoldásának fontos fegyvere is. A szűrés-elnyomás technológia két módszerre oszlik: passzív szűrésre és aktív szűrésre.
Passzív szűrési technológia
A passzív szűrőáramkörök egyszerűek, költséghatékonyak és megbízhatóak, így hatékony módja az elektromágneses interferencia elnyomásának. A passzív szűrők induktivitás, kapacitás és ellenállás összetevőkből állnak, és közvetlen funkciójuk a vezetőképes emisszió megoldása.
Az eredeti tápáramkörben lévő szűrőkondenzátor nagy kapacitása miatt az egyenirányító áramkörben impulzuscsúcs áramok jönnek létre, amelyek nagyszámú, nagy számú harmonikus áramból állnak, és interferenciát okoznak az elektromos hálózatban; Ezenkívül az áramkörben a kapcsolócső vezetése vagy levágása, valamint a transzformátor primer tekercse pulzáló áramot generál. A nagy áramváltozási sebesség miatt a környező áramkörökben különböző frekvenciájú indukált áramok keletkeznek, beleértve a differenciális és közös módusú interferencia jeleket. Ezek az interferenciajelek az elektromos hálózat más vonalaira továbbíthatók, és két elektromos vezetéken keresztül zavarhatják meg más elektronikus eszközöket. Az ábrán látható differenciális üzemmódú szűrő rész csökkentheti a kapcsolóüzemű tápegységen belüli differenciális módusú interferencia jeleket, valamint nagymértékben csillapíthatja a működés közben maga a berendezés által generált elektromágneses interferencia jeleket és továbbíthatja azokat az elektromos hálózatba. Az elektromágneses indukció törvénye szerint E-Ldi/dt-t kapunk, ahol E a feszültségesés L mindkét végén, L az induktivitás, di/dt pedig az áramváltozás sebessége. Nyilvánvaló, hogy minél kisebb az áramváltozás sebessége, annál nagyobb a szükséges induktivitás.
