Características de las fuentes de alimentación conmutadas de comunicaciones y técnicas para suprimir las interferencias electromagnéticas
Con el desarrollo de la tecnología electrónica y los dispositivos de energía modernos, la fuente de alimentación conmutada con su tamaño pequeño, peso ligero, alto rendimiento, alta confiabilidad y otras características se usa ampliamente en sistemas de comunicación, control automático, electrodomésticos y otros campos, especialmente en La conmutación controlada por programas, las estaciones base inalámbricas de transmisión óptica de datos, los sistemas de televisión por cable y las redes IP son el poder central del funcionamiento normal de los equipos de tecnología de la información. Sin embargo, la fuente de alimentación conmutada para comunicaciones generalmente utiliza tecnología de modulación de ancho de pulso (PWM), sus dispositivos de conmutación funcionan en estado de encendido y apagado de alta frecuencia, debido al proceso transitorio rápido de alta frecuencia en sí mismo es una fuente de interferencia electromagnética, produce interferencias electromagnéticas. Las señales de interferencia (EMI) tienen una amplia gama de frecuencias, pero también tienen una cierta amplitud, por conducción y radiación contaminarán el entorno electromagnético, los equipos de comunicación y los productos electrónicos causarán interferencias. Además, la fuente de alimentación conmutada de comunicaciones tiene una fuerte capacidad de interferencia antielectromagnética, especialmente para rayos, sobretensiones, voltaje de red, campos eléctricos, campos magnéticos, ondas electromagnéticas, descargas electrostáticas, ráfagas, caídas de voltaje, inmunidad conductora de campos electromagnéticos de RF, radiadas. La inmunidad, las emisiones conductivas, las emisiones radiadas y otros elementos deben cumplir las disposiciones de las normas EMC pertinentes.
1, interferencia electromagnética generada por el circuito de conmutación.
El circuito de conmutación es el núcleo de la fuente de alimentación conmutada, compuesto principalmente por tubos de conmutación y transformadores de alta frecuencia, que produce dv/dt es un pulso con una gran amplitud, amplio ancho de banda y rico en armónicos. La razón principal de esta interferencia de impulsos es doble: por un lado, la carga del tubo de conmutación es la bobina primaria del transformador de alta frecuencia, que es una carga inductiva. En el momento de conducción del tubo de conmutación, la bobina primaria produce una gran corriente de irrupción, y en la bobina primaria en ambos extremos del pico de alto voltaje; en el tubo de conmutación se desconecta instantáneamente, debido al flujo de fuga de la bobina primaria, lo que resulta en que una parte de la energía no se transfiere de la bobina primaria a la bobina secundaria, almacenada en la inductancia de esta parte de la energía será y el Circuito colector en la formación de capacitancia, resistencia con un pico de atenuación de las oscilaciones, superpuesta al voltaje de apagado, la formación de un pico de voltaje de apagado. Esto se superpondrá al voltaje de apagado para formar un pico de voltaje de apagado. Esta interrupción del voltaje de la fuente de alimentación producirá el mismo impacto de magnetización transitorio de corriente con la bobina primaria encendida, este ruido se transmitirá a la salida de la salida, formando interferencias de conducción. Otro aspecto de la bobina primaria del transformador de impulsos, los tubos de conmutación y los condensadores de filtro constituyen un bucle de corriente de conmutación de alta frecuencia que puede producir una gran radiación espacial, formando interferencias de radiación.
2, el tiempo de recuperación inversa del diodo causado por la interferencia del circuito rectificador de alta frecuencia en la conducción directa del diodo rectificador cuando hay un gran flujo de corriente directa, en su voltaje de polarización inversa y se corta, debido a la unión PN en la acumulación de más portadores, y por lo tanto en los portadores antes de la desaparición del período de tiempo, el flujo de corriente se invertirá, lo que resulta en la desaparición de los portadores en la recuperación inversa de la corriente se reduce drásticamente y se produce un gran cambio. en la corriente.
Medidas de supresión de interferencias electromagnéticas.
Los tres elementos de la interferencia electromagnética son la fuente de interferencia, la ruta de propagación y el equipo perturbado. Por tanto, la supresión de interferencias electromagnéticas debe abordarse desde estos tres aspectos.
El propósito de suprimir la fuente de interferencia, eliminar el acoplamiento y la radiación entre la fuente de interferencia y el equipo perturbado y mejorar la inmunidad del equipo perturbado para mejorar el rendimiento de compatibilidad electromagnética de la fuente de alimentación conmutada.
Uso de filtros para suprimir las interferencias electromagnéticas.
El filtrado es un método importante para suprimir la interferencia electromagnética, que puede inhibir eficazmente la interferencia electromagnética en la red eléctrica en el equipo, pero también inhibir la interferencia electromagnética dentro del equipo en la red eléctrica. La instalación de filtros de fuente de alimentación conmutada en los circuitos de entrada y salida de la fuente de alimentación conmutada no sólo puede resolver el problema de la interferencia conducida, sino también un arma importante para resolver la interferencia de radiación. La tecnología de supresión de filtros se divide en dos formas: filtrado pasivo y filtrado activo.
Tecnología de filtrado pasivo
Debido a la gran capacidad de los condensadores de filtro en el circuito de suministro de energía original, el circuito rectificador producirá una corriente de pico de pulso, que consiste en una gran cantidad de corrientes armónicas altas, lo que causa interferencia en la red eléctrica; Además, la conducción o corte del tubo de conmutación en el circuito y las bobinas primarias del transformador producirán corrientes pulsantes. Debido a la alta tasa de cambio de la corriente, el circuito circundante producirá diferentes frecuencias de corrientes inducidas, incluidas señales de interferencia de modo diferencial y modo común. Estas señales de interferencia pueden transmitirse a través de las dos líneas eléctricas al resto de la red e interferir. con otros equipos electrónicos. La parte de filtrado de modo diferencial de la figura puede reducir la señal de interferencia de modo diferencial dentro de la fuente de alimentación conmutada, pero también puede atenuar en gran medida la señal de interferencia electromagnética generada por el propio equipo cuando el trabajo se transmite a la red eléctrica. Y de acuerdo con la ley de inducción electromagnética, E-Ldi/dt, E es la caída de voltaje en L, L es la inductancia, di/dt para la tasa de cambio actual. Obviamente, cuanto menor sea la tasa de cambio de corriente, mayor será la inductancia requerida.
