Elektromagnetisk kompatibilitetsdesign af skiftende strømforsyning
Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) af skiftende strømforsyning refererer til sameksistensen af forskellige elektriske enheder i et begrænset rum, tid og spektrum uden at forårsage ydeevneforringelse, som omfatter elektromagnetisk forstyrrelse (EMD) og elektromagnetisk følsomhed (EMS). EMD refererer til den støj, der udsendes af elektriske produkter, mens EMS refererer til elektriske produkters evne til at modstå ekstern elektromagnetisk forstyrrelse. En enhed med god elektromagnetisk kompatibilitet bør hverken påvirkes af det omgivende elektromagnetiske miljø eller forårsage elektromagnetisk forstyrrelse.
Strømafbryderrøret i skiftestrømforsyningen har et stort spændings- og strømspring under tænd-sluk-processen ved høj frekvens, hvilket genererer stærk elektromagnetisk forstyrrelse, men frekvensområdet for forstyrrelsen (< 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.
Elektromagnetisk forstyrrelse
Diskussionen af elektromagnetisk forstyrrelse udføres generelt ud fra tre aspekter: karakteristika for forstyrrelseskilden, karakteristika for forstyrrelseskoblingskanal og karakteristika for forstyrret objekt.
1 skiftende strømforsyning i hovedkilden til elektromagnetisk interferens
Elektromagnetisk interferenskilde i koblingsstrømforsyning omfatter hovedsageligt koblingsenheder, dioder og ikke-lineære passive komponenter; Ved skift af strømforsyning er forkert ledningsføring af printkort også en vigtig faktor, der forårsager elektromagnetiske forstyrrelser.
Elektromagnetisk forstyrrelse forårsaget af koblingskredsløb
For at skifte strømforsyning er den elektromagnetiske forstyrrelse, der genereres af omskifterkredsløbet, en af hovedforstyrrelseskilderne til skiftende strømforsyning. Switching kredsløb er kernen i switching power supply, som hovedsageligt består af switching tube og højfrekvent transformator. Dv/dt genereret af det er en puls med stor amplitude, bredt frekvensbånd og rige harmoniske. Hovedårsagerne til denne impulsforstyrrelse er
1) Omskifterrørbelastningen er den primære spole af højfrekvenstransformatoren, som er en induktiv belastning. I det øjeblik, hvor omskifterrøret er tændt, producerer den primære spole en stor startstrøm, og en høj overspændingsspidsspænding vises i begge ender af den primære spole. I det øjeblik, hvor omskifterrøret er slukket, overføres en del af energien ikke fra primærspolen til sekundærspolen på grund af primærspolens lækageflux, og denne del af energien, der er lagret i induktoren, vil danne en dæmpningsoscillation med spidser med kondensatorerne og modstandene i kollektorkredsløbet, og vil blive overlejret på sluk-spændingen for at danne en sluk-spændingsspids. Denne afbrydelse af strømforsyningsspændingen vil producere den samme magnetiseringsimpulsstrømtransient, som når primærspolen tændes, og denne støj vil blive ført til indgangs- og udgangsterminalerne, hvilket resulterer i ledningsforstyrrelser, og i værste tilfælde kan den bryde sammen skifterøret.
2) Den højfrekvente koblingsstrømsløjfe, der består af pulstransformatorens primærspole, koblingsrør og filterkondensator, kan producere stor rumstråling og danne strålingsforstyrrelser. Hvis kondensatorens filtreringskapacitet er utilstrækkelig, eller højfrekvensegenskaberne ikke er gode, vil højfrekvensimpedansen på kondensatoren føre højfrekvente strømmen til AC-strømforsyningen i en differentiel tilstand for at danne ledningsforstyrrelser.
Elektromagnetisk forstyrrelse forårsaget af diodeensretterkredsløb
Den |di/dt| af den omvendte genvindingsstrøm, der genereres af ensretterdioden i hovedkredsløbet, er meget mindre end svinghjulsdiodens. Som en elektromagnetisk interferenskilde er forstyrrelsesintensiteten forårsaget af ensretterdiodens omvendte genvindingsstrøm stor, og frekvensbåndet er bredt. Spændingsspringet, der genereres af ensretterdioden, er meget mindre end det, der genereres, når strømafbryderrøret i strømforsyningen tændes og slukkes. Derfor er det muligt at studere ensretterkredsløbet som en del af den elektromagnetiske interferenskoblingskanal, uanset påvirkningen af |dv/dt| og |di/dt| produceret af ensretterdioder.
Sammenhæng mellem dv/dt og laststørrelse
Dv/dt, der genereres, når strømafbryderrøret tændes og slukkes, er hovedforstyrrelseskilden til at skifte strømforsyning. Teoretisk analyse og eksperimenter viser, at værdien af |dv/dt| genereret af frakobling stiger med stigningen i belastningen, men ændringen af belastningen har ringe effekt på |dv/dt| tændt. Fordi |dv/dt| genereret, når du tænder og slukker er forskellig, er forstyrrelsesimpulsen, der genereres eksternt, også anderledes.
