Diseño de compatibilidad electromagnética de fuente de alimentación conmutada.
La compatibilidad electromagnética (EMC) de una fuente de alimentación conmutada se refiere a la coexistencia de varios dispositivos eléctricos en un espacio, tiempo y rango de espectro limitados sin causar degradación del rendimiento, lo que incluye perturbaciones electromagnéticas (EMD) y sensibilidad electromagnética (EMS). EMD se refiere al ruido emitido por productos eléctricos, mientras que EMS se refiere a la capacidad de los productos eléctricos para resistir perturbaciones electromagnéticas externas. Un dispositivo con buena compatibilidad electromagnética no debería verse afectado por el entorno electromagnético circundante ni provocar perturbaciones electromagnéticas.
El tubo del interruptor de alimentación en la fuente de alimentación conmutada tiene un gran salto de voltaje y corriente durante el proceso de encendido y apagado a alta frecuencia, generando así una fuerte perturbación electromagnética, pero el rango de frecuencia de la perturbación (< 30MHz) is relatively low. The geometric size of most low-power switching power supplies is much smaller than the corresponding wavelength of 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium), and the electromagnetic disturbance phenomenon studied by switching power supply systems belongs to the range of quasi-stationary field. When studying their electromagnetic disturbance problems, the main consideration is conduction disturbance.
Perturbación electromagnética
La discusión sobre perturbaciones electromagnéticas generalmente se lleva a cabo desde tres aspectos: las características de la fuente de perturbaciones, las características del canal de acoplamiento de perturbaciones y las características del objeto perturbado.
1 fuente de alimentación conmutada en la fuente principal de interferencias electromagnéticas
La fuente de interferencia electromagnética en la fuente de alimentación conmutada incluye principalmente dispositivos de conmutación, diodos y componentes pasivos no lineales; Al cambiar la fuente de alimentación, el cableado inadecuado de las placas impresas también es un factor importante que causa perturbaciones electromagnéticas.
Perturbación electromagnética causada por el circuito de conmutación.
Para la fuente de alimentación conmutada, la perturbación electromagnética generada por el circuito de conmutación es una de las principales fuentes de perturbación de la fuente de alimentación conmutada. El circuito de conmutación es el núcleo de la fuente de alimentación conmutada, que se compone principalmente de un tubo de conmutación y un transformador de alta frecuencia. El dv/dt generado por él es un pulso con gran amplitud, amplia banda de frecuencia y ricos armónicos. Las principales razones de esta alteración del impulso son
1) La carga del tubo del interruptor es la bobina primaria del transformador de alta frecuencia, que es una carga inductiva. En el momento en que se enciende el tubo del interruptor, la bobina primaria produce una gran corriente de entrada y aparece un voltaje pico alto en ambos extremos de la bobina primaria. En el momento en que se apaga el tubo del 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 el inductor formará una oscilación de atenuación. con picos con los capacitores y resistencias en el circuito colector, y se superpondrá al voltaje de apagado para formar un pico de voltaje de apagado. Esta interrupción del voltaje de la fuente de alimentación producirá la misma corriente de impulso de magnetización transitoria que cuando se enciende la bobina primaria, y este ruido se conducirá a los terminales de entrada y salida, lo que resultará en una alteración de la conducción y, en el peor de los casos, puede averiarse. el tubo del interruptor.
2) El bucle de corriente de conmutación de alta frecuencia compuesto por la bobina primaria del transformador de impulsos, el tubo de conmutación y el condensador de filtro puede producir una gran radiación espacial y generar perturbaciones por radiación. Si la capacidad de filtrado del capacitor es insuficiente o las características de alta frecuencia no son buenas, la impedancia de alta frecuencia en el capacitor conducirá la corriente de alta frecuencia a la fuente de alimentación de CA en modo diferencial para formar una perturbación de la conducción.
Perturbación electromagnética causada por el circuito rectificador de diodos.
El |di/dt| de la corriente de recuperación inversa generada por el diodo rectificador en el circuito principal es mucho menor que la del diodo del volante. Como fuente de interferencia electromagnética, la intensidad de la perturbación causada por la corriente de recuperación inversa del diodo rectificador es grande y la banda de frecuencia es amplia. El salto de voltaje generado por el diodo rectificador es mucho menor que el generado cuando se enciende y apaga el tubo del interruptor de alimentación de la fuente de alimentación. Por lo tanto, es posible estudiar el circuito rectificador como parte del canal de acoplamiento de interferencias electromagnéticas, independientemente de la influencia de |dv/dt| y |di/dt| producido por diodos rectificadores.
Relación entre dv/dt y tamaño de carga
Dv/dt generado cuando el tubo del interruptor de alimentación se enciende y apaga es la principal fuente de perturbación de la fuente de alimentación conmutada. Los análisis teóricos y los experimentos muestran que el valor de |dv/dt| generado por el apagado aumenta con el aumento de la carga, pero el cambio de carga tiene poco efecto en |dv/dt| encendido. Porque el |dv/dt| generado al encender y apagar es diferente, el pulso de perturbación generado externamente también es diferente.
