Análisis de las causas de las interferencias electromagnéticas en fuentes de alimentación conmutadas.
Las fuentes de alimentación conmutadas se pueden dividir en puente completo, medio puente, push-pull y otros tipos según el tipo de circuito principal. Sin embargo, independientemente del tipo de fuente de alimentación conmutada, produce un fuerte ruido durante el funcionamiento. Conducen hacia afuera a través de líneas eléctricas de manera común o diferencial, mientras que también irradian hacia el espacio circundante. Las fuentes de alimentación conmutadas también son sensibles al ruido externo introducido por la red eléctrica y lo transmiten a otros dispositivos electrónicos para generar interferencias.
Después de que la alimentación de CA ingresa a la fuente de alimentación conmutada, el puente rectificador V1-V4 se organiza en un voltaje de CC Vi y se aplica al primario L1 y al interruptor V5 del transformador de alta frecuencia. La entrada base del tubo interruptor V5 es una onda rectangular de alta frecuencia que varía de decenas a cientos de kHz, y su frecuencia de repetición y ciclo de trabajo están determinados por los requisitos del voltaje CC de salida VO. La corriente de pulso amplificada por el tubo del interruptor se acopla al circuito secundario mediante un transformador de alta frecuencia. La relación de la primera vuelta de un transformador de alta frecuencia también está determinada por los requisitos del voltaje CC de salida VO. La corriente de pulso de alta frecuencia es rectificada por el diodo V6 y filtrada por C2 para formar un voltaje de salida de CC VO. Por lo tanto, la fuente de alimentación conmutada generará ruido y formará interferencias electromagnéticas en los siguientes aspectos.
(1) El bucle de corriente de conmutación de alta frecuencia compuesto por el primario L1 del transformador de alta frecuencia, el tubo de conmutación V5 y el condensador de filtro C1 puede generar una gran radiación espacial. Si el filtrado del condensador es insuficiente, la corriente de alta frecuencia también se transmitirá a la fuente de alimentación de CA de entrada en modo diferencial.
(2) El secundario L2 del transformador de alta frecuencia, el diodo rectificador V6 y el condensador de filtro C2 también forman el bucle de corriente de conmutación de alta frecuencia, que generará radiación espacial. Si el filtro del condensador es insuficiente, la corriente de alta frecuencia se mezclará en el voltaje CC de salida en forma de forma modular diferencial para conducir hacia afuera.
(3) Hay un condensador distribuido Cd entre el primario y el secundario del transformador de alta frecuencia, y el voltaje de alta frecuencia del primario está directamente acoplado al secundario a través de estos condensadores distribuidos, generando ruido de modo común en la misma fase en las dos líneas de alimentación CC de salida del secundario. Si la impedancia de dos cables a tierra no está equilibrada, también se transformará en ruido de modo diferencial.
(4) El diodo rectificador de salida V6 generará una sobretensión inversa. Cuando el diodo conduce en dirección directa, la carga se acumula dentro de la unión PN. Cuando el diodo aplica un voltaje inverso, la carga acumulada desaparece y se genera una corriente inversa. Debido a que la corriente de conmutación necesita ser rectificada por un diodo, el tiempo para que el diodo pase de conducción a corte es muy corto y, en un corto período de tiempo, la carga de almacenamiento debe desaparecer, lo que resulta en un aumento de corriente inversa. Debido a la inductancia, capacitancia y sobretensión distribuidas en la línea de salida de CC, se produce una oscilación de atenuación de alta frecuencia, que es un tipo de ruido de modo diferencial.
(5) La carga del tubo del interruptor V5 es la bobina primaria L1 del transformador de alta frecuencia, que es una carga inductiva. Por lo tanto, cuando se enciende o apaga el interruptor, habrá una sobretensión máxima en ambos extremos del tubo, y este ruido se transmitirá a los terminales de entrada y salida.
(6) Hay una capacitancia distribuida CI entre el colector del tubo del interruptor V5 y el disipador de calor K, por lo que la corriente de conmutación de alta frecuencia fluirá a través de CI hasta el disipador de calor K, luego a la tierra de la carcasa y finalmente a la tierra de protección. cable PE de la línea de alimentación de CA conectado a la tierra de la carcasa, generando así radiación de modo común. Las líneas eléctricas L y N tienen una cierta impedancia hacia PE, y si la impedancia está desequilibrada, el ruido de modo común también puede transformarse en ruido de modo diferencial.
