Analiza metoda projektovanja elektromagnetne kompatibilnosti za prekidačka napajanja
Prekidački izvori napajanja se široko koriste u komunikaciji, kontroli, računarstvu i drugim poljima zbog svojih prednosti kao što su mala veličina i veliki faktor snage. Međutim, zbog stvaranja elektromagnetnih smetnji, njegova dalja primjena je donekle ograničena. Ovaj članak će analizirati različite mehanizme elektromagnetnih smetnji u prekidačkim izvorima napajanja i na osnovu toga predložiti metodu projektovanja elektromagnetske kompatibilnosti za prekidačka napajanja.
Analiza elektromagnetnih smetnji u prekidačkim izvorima napajanja
Struktura prekidačkog napajanja je prikazana na slici 1. Prvo, frekvencija struje AC se ispravlja u DC, zatim invertuje u visokofrekventnu, i na kraju izlazi kroz krug za ispravljanje i filtriranje kako bi se dobio stabilan istosmjerni napon. Nerazuman dizajn i raspored kola, mehaničke vibracije, loše uzemljenje, itd. mogu stvoriti unutrašnje elektromagnetne smetnje. U isto vrijeme, induktivnost curenja transformatora i vrh uzrokovan povratnom strujom oporavka izlazne diode također su potencijalni izvori jakih smetnji.
Izvor internih smetnji
● Preklopni krug
Preklopni krug se uglavnom sastoji od rasklopnih cijevi i visokofrekventnih transformatora. Postoji raspoređeni kapacitet između cijevi prekidača i njenog hladnjaka, školjke i vodova unutar izvora napajanja. Du/dt koji generira ima veliku amplitudu impulsa, širok frekvencijski pojas i bogate harmonike. Opterećenje cijevi prekidača je primarni namotaj visokofrekventnog transformatora i predstavlja induktivno opterećenje. Kada je prvobitno provodni prekidač isključen, induktivnost curenja visokofrekventnog transformatora stvara povratnu elektromotornu silu E=- Ldi/dt, koja je proporcionalna brzini promjene struje kolektora i induktivnosti curenja. On se naslanja na napon isključivanja kako bi se formirao vrh napona isključivanja, čime se stvaraju provodljive smetnje.
● Ispravljačke diode za ispravljačka kola
Kada je izlazna ispravljačka dioda prekinuta, postoji reverzna struja, a vrijeme koje je potrebno da se vrati na nulu povezano je s faktorima kao što je kapacitet spoja. On će generisati značajne promene struje di/dt pod uticajem induktivnosti curenja transformatora i drugih parametara distribucije, što će rezultirati jakim visokofrekventnim smetnjama, sa frekvencijom do desetina megaherca.
● Zalutali parametri
Zbog rada na višim frekvencijama, karakteristike niskofrekventnih komponenti u prekidačkim izvorima napajanja mogu se promijeniti, što rezultira bukom. Na visokim frekvencijama, lutajući parametri imaju značajan uticaj na karakteristike spojnog kanala, a distribuirana kapacitivnost postaje kanal za elektromagnetne smetnje.
2 Vanjski izvori smetnji
Eksterni izvori smetnji mogu se podijeliti na smetnje struje i smetnje groma, dok smetnje struje postoje i u "uobičajenom" iu "diferencijalnom načinu rada". Istovremeno, zbog direktnog povezivanja AC mreže na ispravljački most i filterski krug, samo vrijeme vršnog napona ulaznog napona ima ulaznu struju unutar pola ciklusa, što rezultira vrlo niskim faktorom ulazne snage (približno { {0}}.6) napajanja. Štaviše, ova struja sadrži veliku količinu harmonijskih komponenti, koje mogu uzrokovati harmonijsko "zagađenje" električne mreže.
