Karakteristike komunikacionih prekidačkih izvora napajanja i mehanizam elektromagnetnih smetnji
Osnovne karakteristike prekidačkog napajanja
Postoje četiri osnovne karakteristike prekidačkog napajanja:
①Lokacija je relativno jasna. Uglavnom se fokusira na uređaje za prebacivanje snage, diode i hladnjake i visokofrekventne transformatore koji su na njih povezani;
②Uređaj za konverziju energije radi u prekidačkom stanju. Budući da je prekidački izvor napajanja uređaj za konverziju energije koji radi u prekidačkom stanju, njegova brzina promjene napona i struje je vrlo visoka, a intenzitet generiranih smetnji je relativno velik;
③Tragovi štampanih ploča za napajanje (PCB) se obično postavljaju ručno. Ovaj aranžman ga čini veoma proizvoljnim i povećava poteškoće ekstrakcije parametara distribucije PCB-a i predviđanja i evaluacije smetnji u bliskom polju;
④ Frekvencija prebacivanja je velika, u rasponu od desetina hiljada Hz do nekoliko megaherca. Glavni oblici smetnji su smetnje provodljivosti i smetnje bliskog polja.
Mehanizam stvaranja elektromagnetnih smetnji
1. Elektromagnetne smetnje koje nastaju preklopnim krugovima
Preklopni krug je jezgro prekidačkog napajanja, koje se uglavnom sastoji od rasklopnih cijevi i visokofrekventnih transformatora. Dv/dt koji generiše je impuls sa većom amplitudom, širim frekvencijskim opsegom i bogatim harmonicima. Dva su glavna razloga za ovu smetnju impulsa: s jedne strane, opterećenje komutacijske cijevi je primarni namotaj visokofrekventnog transformatora, koji je induktivno opterećenje. Kada je prekidačka cijev uključena, primarni kalem stvara veliku udarnu struju, a na oba kraja primarnog namota pojavljuje se visoki vršni napon; kada se cijev prekidača isključi, dio energije se gubi zbog curenja magnetnog fluksa primarnog namotaja. Bez prenošenja sa primarnog na sekundarni kalem, ovaj dio energije pohranjene u induktoru će formirati oscilaciju s vršnom kapacitivnošću i otporom u kolektorskom kolu, koja će biti superponirana na napon isključivanja do formiraju napon za isključivanje. Ovaj prekid napona napajanja će proizvesti isti prolazni proces magnetizirajuće impulsne struje kao kada je primarni kalem uključen. Ovaj šum će se prenijeti na ulazne i izlazne terminale, stvarajući provodljive smetnje. S druge strane, visokofrekventna sklopna strujna petlja sastavljena od primarnog namotaja impulsnog transformatora, prekidačke cijevi i filterskog kondenzatora može proizvesti veliko svemirsko zračenje, uzrokujući smetnje zračenja.
2. Interferencija uzrokovana obrnutim vremenom oporavka diode. Kada je ispravljačka dioda u visokofrekventnom ispravljačkom kolu vođena naprijed, teče velika struja naprijed. Kada se isključi naponom obrnutog prednapona, zbog relativno velike količine struje u PN spoju, akumuliraju se mnogi nosioci, tako da će struja teći u obrnutom smjeru neko vrijeme prije nego što nosioci nestanu, uzrokujući obrnuto struja oporavka kada nosioci nestanu naglo opadaju i uzrokuju veliku promjenu struje (di/dt).
