Interferencia y supresión de la fuente de alimentación conmutada.
Las interferencias generadas por la propia fuente de alimentación conmutada ponen en peligro directamente el funcionamiento normal de los dispositivos electrónicos. La supresión del ruido electromagnético de la propia fuente de alimentación conmutada es un tema importante en el desarrollo y diseño de fuentes de alimentación conmutadas. Este artículo presenta brevemente el mecanismo de generación y propagación de interferencias electromagnéticas en fuentes de alimentación conmutadas y resume varios métodos principales para suprimir la generación y propagación de interferencias electromagnéticas en fuentes de alimentación conmutadas.
La fuente de alimentación conmutada, como dispositivo de alimentación para dispositivos electrónicos, tiene las ventajas de tamaño pequeño, peso ligero y alta eficiencia, y se ha utilizado ampliamente en circuitos digitales. Sin embargo, debido a su estado de conmutación de alta frecuencia, es una fuerte fuente de interferencias y la interferencia generada por él pone en peligro directamente el funcionamiento normal de los dispositivos electrónicos. Por lo tanto, suprimir el ruido electromagnético de la fuente de alimentación conmutada y mejorar su inmunidad a las interferencias electromagnéticas para garantizar el funcionamiento seguro y confiable a largo plazo de los dispositivos electrónicos es un tema importante en el desarrollo y diseño de fuentes de alimentación conmutadas.
Generación de interferencias en la fuente de alimentación conmutada
La interferencia de las fuentes de alimentación conmutadas generalmente se divide en dos categorías: en primer lugar, la interferencia formada por los componentes internos de las fuentes de alimentación conmutadas; El segundo es la interferencia causada por factores externos en la fuente de alimentación conmutada. Ambos involucran factores tanto humanos como naturales.
Interferencia interna de la fuente de alimentación conmutada.
La EMI generada por las fuentes de alimentación conmutadas es causada principalmente por la interferencia de corriente armónica de alto orden generada por el rectificador básico y la interferencia de voltaje pico generada por el circuito de conversión de energía.
rectificador básico
El proceso de rectificación de un rectificador básico es la causa más común de EMI. Esto se debe a que la onda sinusoidal de CA de frecuencia industrial ya no es una corriente de frecuencia única después de la rectificación, sino que se convierte en un componente de CC y una serie de componentes armónicos con diferentes frecuencias. Los armónicos (especialmente los armónicos de orden superior) generarán interferencias de conducción e interferencias de radiación a lo largo de la línea de transmisión, causando distorsión de la corriente frontal. Por un lado, causará distorsión de la forma de onda actual conectada a su línea eléctrica frontal y, por otro lado, generará interferencias de radiofrecuencia a través de la línea eléctrica.
Circuito de conversión de energía
El circuito de conversión de energía es el núcleo de la fuente de alimentación regulada por interruptor, que produce un amplio ancho de banda y ricos armónicos. Los principales componentes que generan esta interferencia de pulso son
1) 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. Cuando el tubo del interruptor fluye a través de una corriente de pulso grande (generalmente una onda rectangular), la forma de onda contiene muchos componentes de alta frecuencia; Al mismo tiempo, los parámetros del dispositivo utilizados para apagar la fuente de alimentación, como el tiempo de almacenamiento del transistor de potencia del interruptor, la gran corriente de la etapa de salida y el tiempo de recuperación inversa del diodo rectificador del interruptor, pueden causar una falla instantánea. cortocircuito en el circuito, generando una gran corriente de cortocircuito. Además, la carga del tubo del interruptor es un transformador de alta frecuencia o un inductor de almacenamiento de energía. En el momento de la conducción del tubo del interruptor, hay una gran corriente de irrupción en el primario del transformador, lo que provoca un pico de ruido.
2) El transformador en una fuente de alimentación conmutada por transformador de alta frecuencia se utiliza para aislamiento y transformación de voltaje, pero debido a la inductancia de fuga, se puede generar ruido de inducción electromagnética; Al mismo tiempo, en condiciones de alta frecuencia, la capacitancia distribuida entre las capas del transformador transmitirá ruido armónico de alto orden desde el lado primario al lado secundario, mientras que la capacitancia distribuida del transformador a la carcasa forma otro alto- ruta de frecuencia, lo que facilita que el campo electromagnético generado alrededor del transformador se acople y forme ruido en otros cables.
3) Cuando el diodo rectificador del lado secundario del diodo rectificador se utiliza para la rectificación de alta frecuencia, debido al factor del tiempo de recuperación inversa, la carga acumulada en la corriente directa no se puede eliminar inmediatamente cuando se aplica el voltaje inverso (debido a la presencia de portadores y flujo de corriente). Una vez que la pendiente de la recuperación de corriente inversa es demasiado grande, la inductancia que fluye a través de la bobina genera un voltaje máximo, que generará una fuerte interferencia de alta frecuencia bajo la influencia de la inductancia de fuga del transformador y otros parámetros de distribución, con una frecuencia de hasta decenas. de MHz.
4) Los condensadores, inductores y fuentes de alimentación conmutadas por cables pueden provocar cambios en las características de los componentes de baja frecuencia debido a su funcionamiento a frecuencias más altas, lo que genera ruido.
