Análisis de métodos de diseño de compatibilidad electromagnética para fuentes de alimentación conmutadas
Las fuentes de alimentación conmutadas se utilizan ampliamente en comunicaciones, control, informática y otros campos debido a sus ventajas, como su pequeño tamaño y su alto factor de potencia. Sin embargo, debido a la generación de interferencias electromagnéticas, su aplicación posterior está hasta cierto punto limitada. Este artículo analizará los diversos mecanismos de interferencia electromagnética en fuentes de alimentación conmutadas y, con base en esto, propondrá un método de diseño de compatibilidad electromagnética para fuentes de alimentación conmutadas.
Análisis de interferencias electromagnéticas en fuentes de alimentación conmutadas.
La estructura de la fuente de alimentación conmutada se muestra en la Figura 1. En primer lugar, la frecuencia de alimentación CA se rectifica a CC, luego se invierte a alta frecuencia y finalmente se emite a través de un circuito de rectificación y filtrado para obtener un voltaje CC estable. El diseño y disposición de circuitos irrazonables, la vibración mecánica, una mala conexión a tierra, etc., pueden formar interferencias electromagnéticas internas. Al mismo tiempo, la inductancia de fuga del transformador y el pico causado por la corriente de recuperación inversa del diodo de salida también son fuentes potenciales de fuertes interferencias.
Fuente de interferencia interna
● Circuito de conmutación
El circuito de conmutación se compone principalmente de tubos de conmutación y transformadores de alta frecuencia. Hay una capacitancia distribuida entre el tubo del interruptor y su disipador de calor, la carcasa y los cables dentro de la fuente de alimentación. El du/dt generado por él tiene una gran amplitud de pulsos, una amplia banda de frecuencia y ricos armónicos. La carga del tubo del interruptor es la bobina primaria de un transformador de alta frecuencia y es una carga inductiva. Cuando se apaga el interruptor originalmente conductor, la inductancia de fuga del transformador de alta frecuencia genera una fuerza contraelectromotriz E=- Ldi/dt, que es proporcional a la tasa de cambio de corriente del colector y la inductancia de fuga. Se superpone al voltaje de apagado para formar un pico de voltaje de apagado, formando así interferencia conductiva.
● Diodos rectificadores para circuitos rectificadores.
Cuando se corta el diodo rectificador de salida, hay una corriente inversa y el tiempo que lleva recuperarse a cero está relacionado con factores como la capacitancia de la unión. Generará cambios de corriente significativos di/dt bajo la influencia de la inductancia de fuga del transformador y otros parámetros de distribución, lo que resultará en una fuerte interferencia de alta frecuencia, con una frecuencia de hasta decenas de megahercios.
● Parámetros perdidos
Debido al trabajo a frecuencias más altas, las características de los componentes de baja frecuencia en las fuentes de alimentación conmutadas pueden cambiar, lo que genera ruido. A altas frecuencias, los parámetros parásitos tienen un impacto significativo en las características del canal de acoplamiento, y la capacitancia distribuida se convierte en el canal de interferencia electromagnética.
2 fuentes de interferencia externas
Las fuentes de interferencia externa se pueden dividir en interferencia de energía e interferencia de rayos, mientras que la interferencia de energía existe tanto en modo "común" como en modo "diferencial". Al mismo tiempo, debido a la conexión directa de la red eléctrica de CA al puente rectificador y al circuito de filtro, solo el tiempo pico del voltaje de entrada tiene corriente de entrada dentro de medio ciclo, lo que resulta en un factor de potencia de entrada muy bajo (aproximadamente { {0}}.6) de la fuente de alimentación. Además, esta corriente contiene una gran cantidad de componentes armónicos, que pueden provocar una "contaminación" armónica en la red eléctrica.
