Dizajn elektromagnetne kompatibilnosti za prekidačka napajanja
Elektromagnetska kompatibilnost napajanja prekidača odnosi se na koegzistenciju različitih električnih uređaja unutar ograničenog prostora, vremena i frekvencijskog spektra bez izazivanja smanjenja performansi. Uključuje dva aspekta: elektromagnetne smetnje (EMD) i elektromagnetnu osjetljivost (EMS). EMD se odnosi na vanjsku buku koju emituju električni proizvodi, dok se EMS odnosi na sposobnost električnih proizvoda da se odupru vanjskim elektromagnetnim smetnjama. Na uređaj sa dobrim performansama elektromagnetne kompatibilnosti ne bi trebalo da utiče okolno elektromagnetno okruženje niti da izaziva elektromagnetne smetnje u okolini.
Prekidački tranzistor u prekidačkom napajanju stvara značajne skokove napona i struje tokom procesa uključivanja/isključivanja na visokim frekvencijama, što rezultira jakim elektromagnetnim smetnjama, ali frekventni opseg smetnji (<30MHz) is relatively low. The geometric dimensions of most low-power switching power supplies are much smaller than the wavelength corresponding to a 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium). The electromagnetic interference phenomena studied in switching power supply systems belong to the range of quasi steady fields. When studying their electromagnetic interference problems, the main consideration is conducted interference.
2 Elektromagnetno uznemiravanje
Diskusija o elektromagnetnim smetnjama se generalno vodi sa tri aspekta: karakteristike izvora smetnji, karakteristike kanala za spajanje smetnje i karakteristike poremećenog tela.
2.1 Glavni izvori elektromagnetnih smetnji u prekidačkim izvorima napajanja
Izvori elektromagnetnih smetnji u prekidačkim izvorima napajanja uglavnom uključuju sklopne uređaje, diode i nelinearne pasivne komponente; Nepravilno ožičenje štampanih ploča je takođe glavni faktor koji uzrokuje elektromagnetne smetnje u prekidačkim izvorima napajanja.
2.1.1 Elektromagnetne smetnje koje stvaraju sklopna kola
Za prekidačka napajanja, elektromagnetne smetnje koje stvara sklopni krug su jedan od glavnih izvora smetnji. Preklopni krug je jezgro prekidačkog napajanja, uglavnom se sastoji od prekidačkih cijevi i visokofrekventnih transformatora. Dv/dt koji generira je impuls sa velikom amplitudom, širokim frekvencijskim pojasom i obilnim harmonicima. Glavni razlog za ovaj poremećaj pulsa je
1) Opterećenje prekidačke cijevi je primarni namotaj visokofrekventnog transformatora, koji je induktivno opterećenje. U trenutku kada se prekidačka cijev uključi, u primarnom namotu se stvara velika udarna struja, a na oba kraja primarnog namotaja se pojavljuje visoki udarni vršni napon; U trenutku kada je prekidačka cijev isključena, zbog protoka curenja primarnog namotaja, dio energije se ne prenosi sa primarnog namotaja u sekundarni kalem. Energija pohranjena u induktoru će formirati oscilaciju opadanja sa vrhom sa kapacitivnošću i otporom u kolu kolektora, koji će se nadovezati na napon isključivanja da bi se formirao vrh isključenog napona. Ovaj tip prekida napona napajanja generiraće istu prolaznu impulsnu struju magnetiziranja kao kada je priključen primarni kalem. Ovaj šum će se prenositi do ulaznih i izlaznih terminala, stvarajući provodne smetnje, au teškim slučajevima može pokvariti cijev prekidača.
2) Visokofrekventna sklopna strujna petlja sastavljena od primarnog namotaja, prekidačke cijevi i filterskog kondenzatora impulsnog transformatora može generirati značajno prostorno zračenje, formirajući radijacijske smetnje. Ako je kapacitet filtriranja kondenzatora nedovoljan ili su visokofrekventne karakteristike loše, impedancija visoke frekvencije na kondenzatoru će uzrokovati da struja visoke frekvencije vodi do izvora napajanja naizmjeničnom strujom u diferencijalnom modu, stvarajući poremećaj provodljivosti.
