Analyse av designmetode for elektromagnetisk kompatibilitet for bytte av strømforsyning
På grunn av fordelene med liten størrelse og høy effektfaktor, er byttestrømforsyning mye brukt innen kommunikasjon, kontroll, datamaskin og andre felt. På grunn av elektromagnetisk interferens er dens videre anvendelse begrenset til en viss grad. Denne artikkelen vil analysere de forskjellige mekanismene for elektromagnetisk interferens av byttestrømforsyning, og på grunnlag av den foreslå den elektromagnetiske kompatibilitetsdesignmetoden for å bytte strømforsyning.
Elektromagnetisk interferensanalyse av byttestrømforsyning
Strukturen til svitsjingsstrømforsyningen er vist i figur 1. Først blir strømfrekvensen AC likerettet til DC, og deretter konvertert til høyfrekvens, og til slutt utmatet gjennom likerettings- og filtreringskretsen for å oppnå en stabil likespenning. Urimelig kretsdesign og layout, mekanisk vibrasjon, dårlig jording osv. vil forårsake intern elektromagnetisk interferens. Samtidig er lekkasjeinduktansen til transformatoren og toppen forårsaket av den omvendte gjenopprettingsstrømmen til utgangsdioden også potensielle sterke interferenskilder.
1 Interne kilder til interferens
● bytte krets
Bryterkretsen er hovedsakelig sammensatt av et bryterrør og en høyfrekvent transformator. Det er en fordelt kapasitans mellom bryterrøret og kjøleribben, huset og de interne ledningene til strømforsyningen. Du/dt generert av den har en relativt stor puls, et bredt frekvensbånd og rike harmoniske. Bytterørbelastningen er primærspolen til høyfrekvenstransformatoren, som er en induktiv belastning. Når bryterrøret som opprinnelig ble slått på er slått av, genererer lekkasjeinduktansen til høyfrekvenstransformatoren en motelektromotorisk kraft E=-Ldi/dt, og verdien er proporsjonal med strømendringshastigheten til kollektoren og proporsjonal med lekkasjeinduktansen, overlagret på av På avskjæringsspenningen dannes en avstengingsspenningstopp, og danner derved en ledningsinterferens.
● Likeretterdioder for likeretterkretser
Det er en omvendt strøm når utgangslikeretterdioden er avskåret, og tiden den går tilbake til null er relatert til faktorer som overgangskapasitans. Det vil produsere en stor strømendring di/dt under påvirkning av transformatorlekkasjeinduktans og andre distribusjonsparametere, og generere sterk høyfrekvent interferens, frekvensen kan nå titalls megahertz.
● Falske parametere
På grunn av arbeid med en høyere frekvens, vil egenskapene til lavfrekvente komponenter i byttestrømforsyningen endres, noe som resulterer i støy. Ved høye frekvenser har strøparameterne stor innflytelse på egenskapene til koblingskanalen, og den distribuerte kapasitansen blir kanalen for elektromagnetisk interferens.
2 Eksterne kilder til interferens
Eksterne interferenskilder kan deles inn i strømforstyrrelser og lyninterferens, og strømforstyrrelser eksisterer i "vanlig modus" og "differensiell modus". På samme tid, siden vekselstrømnettet er direkte koblet til likeretterbroen og filterkretsen, i en halv syklus, er det bare topptiden for inngangsspenningen som har inngangsstrøm, noe som resulterer i en veldig lav inngangseffektfaktor for kraften forsyning (omtrent 0.6). Dessuten inneholder denne strømmen et stort antall strømharmoniske komponenter, som vil forårsake harmonisk "forurensning" til nettet.
EMC-design for svitsjestrømforsyning
Det er tre nødvendige betingelser for elektromagnetisk interferens: interferenskilde, overføringsmedium og sensitivt utstyr. Formålet med EMC-design er å ødelegge en av disse tre forholdene. For dette er hovedmetodene som er tatt i bruk: kretstiltak, EMI-filtrering, skjerming, anti-interferensdesign for trykte kretskort, etc.
1 Myk koblingsteknologi for å redusere koblingstap og støystøy
Soft switching er en avansert switching-teknologi basert på resonansteknologi eller ved bruk av kontrollteknologi i null spenning/strømtilstand utviklet på basis av hard switching.
Realiseringsmetoden for myk svitsjing er: å legge til små induktorer, kondensatorer og andre resonanskomponenter i den originale kretsen, introdusere resonans før og etter koblingsprosessen, og eliminere overlapping av spenning og strøm. Figur 2 viser en grunnleggende koblingsenhet som bruker myk koblingsteknologi.
Bruk skjerming for å undertrykke utstrålt og indusert interferens
Interferensspekteret til byttestrømforsyningen er konsentrert i frekvensbåndet under 30MHz, og diameteren r<λ 2π="" is="" mainly="" an="" electromagnetic="" field="" of="" near-field="" nature,="" and="" it="" is="" a="" low-impedance="" field.="" materials="" with="" good="" electrical="" conductivity="" can="" be="" used="" to="" shield="" the="" electric="" field,="" while="" materials="" with="" high="" magnetic="" permeability="" can="" be="" used="" to="" shield="" the="" magnetic="" field.="" in="" addition,="" effective="" shielding="" measures="" should="" be="" taken="" for="" transformers,="" inductors,="" power="" devices,="" etc.="" the="" ventilation="" holes="" on="" the="" shielding="" shell="" are="" preferably="" circular,="" and="" the="" number="" of="" holes="" can="" be="" many="" if="" ventilation="" conditions="" are="" satisfied,="" and="" the="" size="" of="" each="" hole="" should="" be="" as="" small="" as="" possible.="" the="" seams="" are="" to="" be="" welded="" to="" ensure="" electromagnetic="" continuity.="" filtering="" measures="" should="" be="" taken="" at="" the="" lead-in="" and="" lead-out="" lines="" of="" the="" shielded="" enclosure.="" for="" electric="" field="" shielding,="" the="" shielding="" case="" must="" be="" grounded.="" for="" magnetic="" field="" shielding,="" the="" shielded="" case="" does="" not="" need="" to="" be="">
