Egenskapene ved bytte av strømforsyning og mekanismen for generering av elektromagnetisk interferens
Det er fire grunnleggende egenskaper ved å bytte strømforsyning:
① Plasseringen er relativt oversiktlig. Hovedsakelig konsentrert om strømbryterenheter, dioder og tilkoblede kjøleribber og høyfrekvente transformatorer;
② Energikonverteringsenheten fungerer i en på/av-tilstand. På grunn av det faktum at en svitsjingsstrømforsyning er en energikonverteringsenhet som fungerer i en svitsjetilstand, er dens spennings- og strømendringshastigheter høye, noe som resulterer i betydelig interferensintensitet;
③ Kablingen til strømkretskort (PCB) er vanligvis ordnet manuelt. Denne ordningen gjør den svært vilkårlig, og øker vanskeligheten med å trekke ut PCB-distribusjonsparametere og forutsi og evaluere nærfeltinterferens;
④ Byttefrekvensen er stor, fra titusenvis av Hz til flere megahertz. Hovedformene for interferens er ført interferens og nærfeltinterferens.
Mekanisme for generering av elektromagnetisk interferens
Elektromagnetisk interferens generert av svitsjekretser
Svitsjekretsen er kjernen i svitsjingsstrømforsyningen, hovedsakelig sammensatt av svitsjerør og høyfrekvente transformatorer. Dv/dt generert av den er en puls med stor amplitude, et bredt frekvensbånd og rike harmoniske. Hovedårsakene til denne pulsforstyrrelsen er todelt: På den ene siden er belastningen på bryterrøret primærspolen til en høyfrekvent transformator, som er en induktiv belastning. I øyeblikket når bryterrøret slås på, genererer primærspolen en stor støtstrøm og en høy støtspenning vises i begge ender av primærspolen; I øyeblikket av bryterrøret frakoples, på grunn av lekkasjefluksen til primærspolen, overføres ikke en del av energien fra primærspolen til sekundærspolen. Energien som er lagret i induktoren vil danne en avtagende oscillasjon med pigger sammen med kapasitansen og motstanden i kollektorkretsen, som vil bli overlagret avstengingsspenningen for å danne en avslående spenningspike. Denne typen strømforsyningsspenningsavbrudd vil generere den samme magnetiseringsstøtstrømtransienten som når primærspolen er tilkoblet, og denne støyen vil bli overført til inngangs- og utgangsterminalene, og danner ledende interferens. På den annen side kan den høyfrekvente svitsjestrømsløyfen som består av primærspolen, bryterrøret og filterkondensatoren til pulstransformatoren generere betydelig romlig stråling, og danne strålingsinterferens.
Interferensen forårsaket av reverseringstiden for dioden i høyfrekvente likeretterkretsen er forårsaket av en stor foroverstrøm som flyter gjennom likeretterdioden under foroverledning. Når den er slått av på grunn av revers forspenning, på grunn av akkumulering av flere bærere i PN-krysset, vil strømmen flyte i motsatt retning i løpet av perioden før bærebølgene forsvinner, noe som forårsaker en kraftig reduksjon i revers gjenvinningsstrømmen på bærerne forsvinner og forårsaker en betydelig strømendring (di/dt).
Tiltak for undertrykkelse av elektromagnetisk interferens
De tre elementene som danner elektromagnetisk interferens er interferenskilden, forplantningsveien og forstyrret utstyr. Derfor bør undertrykking av elektromagnetisk interferens gjøres fra disse tre aspektene.
Hensikten er å undertrykke interferenskilder, eliminere kobling og stråling mellom interferenskilder og forstyrret utstyr, forbedre antiinterferensevnen til forstyrret utstyr, og derved forbedre den elektromagnetiske kompatibilitetsytelsen til byttestrømforsyninger.
Bruk av filtre for å undertrykke elektromagnetisk interferens
Filtrering er en viktig metode for å undertrykke elektromagnetisk interferens, som effektivt kan undertrykke elektromagnetisk interferens som kommer inn i utstyret i strømnettet og også undertrykke elektromagnetisk interferens som kommer inn i strømnettet i utstyret. Installering av et byttestrømfilter i inngangs- og utgangskretsene til en byttestrømforsyning kan ikke bare løse problemet med ført interferens, men også et viktig våpen for å løse strålingsinterferens. Filtreringsundertrykkelsesteknologien er delt inn i to metoder: passiv filtrering og aktiv filtrering.
Passiv filtreringsteknologi
Passive filtreringskretser er enkle, kostnadseffektive og pålitelige, noe som gjør dem til en effektiv måte å undertrykke elektromagnetisk interferens. Passive filtre er sammensatt av induktans-, kapasitans- og motstandskomponenter, og deres direkte funksjon er å løse ledende utslipp.
På grunn av den store kapasiteten til filtreringskondensatoren i den originale strømforsyningskretsen, genereres pulstoppstrømmer i likeretterkretsen, som er sammensatt av et stort antall høyordens harmoniske strømmer og forårsaker forstyrrelser i strømnettet; I tillegg vil ledningen eller avskjæringen av bryterrøret i kretsen, samt primærspolen til transformatoren, generere pulserende strøm. På grunn av den høye strømendringshastigheten genereres induserte strømmer med forskjellige frekvenser i de omkringliggende kretsene, inkludert differensial- og fellesmodus-interferenssignaler. Disse interferenssignalene kan overføres til andre linjer i strømnettet og forstyrre andre elektroniske enheter gjennom to kraftlinjer. Differensialmodusfiltreringsdelen i figuren kan redusere differensialmodusinterferenssignalene inne i svitsjingsstrømforsyningen, og kan i stor grad dempe de elektromagnetiske interferenssignalene generert av utstyret selv under drift og overføre dem til strømnettet. I henhold til loven om elektromagnetisk induksjon oppnås E-Ldi/dt, der E er spenningsfallet i begge ender av L, L er induktansen, og di/dt er hastigheten på strømendring. Det er klart at jo mindre gjeldende endringshastighet er, desto større er induktansen som kreves.
