Generación y supresión de interferencias electromagnéticas en fuentes de alimentación conmutadas.
Compatibilidad electromagnética EMC es la abreviatura de compatibilidad electromagnética en inglés. Incluye dos significados. En primer lugar, la radiación electromagnética generada por los equipos en la obra debe limitarse a un determinado nivel. En segundo lugar, el equipo en sí debe tener cierta capacidad antiinterferente. Debe tener tres elementos: fuente de interferencia, canal de acoplamiento y cuerpo sensible. La supresión de interferencias mediante la conmutación de la fuente de alimentación de los circuitos electrónicos es de gran importancia para garantizar el funcionamiento normal y estable de los sistemas electrónicos. Al analizar las fuentes de interferencia y los canales de acoplamiento en la fuente de alimentación conmutada, este artículo propone medidas efectivas para suprimir las interferencias. Se presenta el diseño y método de fabricación del transformador de fuente de alimentación conmutada.
Fuentes de interferencias y canales de acoplamiento en fuentes de alimentación conmutadas.
La fuente de alimentación conmutada primero rectifica la corriente alterna de frecuencia industrial en corriente continua, luego la cambia a alta frecuencia mediante el control del tubo de conmutación y luego la emite a través del circuito de filtro de rectificación para obtener un voltaje de corriente continua estable, por lo que contiene un Mucha interferencia armónica. Al mismo tiempo, debido a la inductancia de fuga del transformador y al pico causado por la corriente de recuperación inversa del diodo de salida, se producirán interferencias electromagnéticas de diferentes grados. La interferencia en la fuente de alimentación conmutada se concentra principalmente en componentes con grandes cambios de voltaje y corriente (es decir, grandes dv/dt o di/dt), especialmente tubos de conmutación, diodos de salida y transformadores de alta frecuencia. Al mismo tiempo, la capacitancia parásita conducirá el ruido de la red eléctrica a la fuente de alimentación del sistema electrónico e interferirá con el funcionamiento del circuito electrónico. Aquí, analicemos las causas de varios tipos de interferencias y sus rutas de acoplamiento.
La interferencia de filtrado generada por el circuito de filtro rectificador de salida generalmente adopta un puente rectificador y un circuito de filtro de condensador en el extremo de salida de la fuente de alimentación conmutada. Debido a la no linealidad del diodo rectificador y la función de almacenamiento de energía del condensador de filtro, la corriente de salida se convierte en una corriente máxima periódica con un tiempo corto y un valor máximo alto. Esta corriente de entrada distorsionada, además de la onda fundamental, también contiene ricos componentes armónicos superiores.
Interferencia generada por el circuito de conmutación.
El núcleo del circuito de conmutación es también una de las principales fuentes de interferencia, que se compone principalmente de un tubo de conmutación y un transformador de alta frecuencia. El dv/dt generado por el tubo del interruptor tiene un pulso grande, una banda de frecuencia amplia y ricos armónicos. Las principales razones de esta interferencia de pulsos son:
(1) En el momento en que se enciende el tubo del interruptor, el devanado primario del transformador genera una gran corriente de irrupción y aparece un pico de sobretensión alto en ambos extremos del devanado primario; En el momento en que se apaga el interruptor, una parte de la energía no se transmite desde la bobina primaria a la bobina secundaria debido al flujo de fuga de la bobina primaria, y esta parte de la energía almacenada en la inductancia de fuga formará una oscilación de atenuación. con un pico con la capacitancia entre electrodos y la resistencia del propio tubo del interruptor, y se superpondrá al voltaje de apagado del tubo del interruptor para formar un voltaje pico de apagado. Este ruido será conducido a los terminales de entrada y salida, formando interferencia conducida.
(2) Cuando el diodo de salida se enciende en dirección directa, la carga en la unión PN se acumula, y cuando se aplica al diodo un voltaje inverso, la carga acumulada desaparecerá y se generará una corriente inversa. Debido a que la frecuencia de V en el circuito rectificador secundario es muy alta al cambiar, es decir, el tiempo de encendido a apagado es muy corto, y se producirá un aumento de corriente inversa si la carga almacenada desaparece en poco tiempo. Debido a la existencia de capacitancia distribuida e inductancia distribuida en la salida de CC, la interferencia causada por la sobretensión se convierte en atenuación de alta frecuencia y reducción de oscilación.
(3) El bucle de corriente de conmutación de alta frecuencia compuesto por la bobina primaria del transformador de alta frecuencia, el tubo de conmutación y el condensador de filtro puede generar una gran radiación espacial y formar interferencias de radiación.
Canal de acoplamiento de interferencias
Debido a la capacitancia parásita entre los devanados primarios del transformador, la interferencia de modo común generada por el circuito de conmutación se propaga a través del transformador en los lados primario y secundario. Comparativamente hablando, la ruta de interferencia en modo diferencial es simple y fácil de manejar. Este artículo presenta principalmente la generación y supresión de interferencias en modo común.
