Характеристики коммуникационных импульсных источников питания и механизм возникновения электромагнитных помех
Основные характеристики импульсного источника питания
Существует четыре основные характеристики импульсного источника питания:
①Местоположение относительно ясное. В основном ориентирован на силовые коммутационные устройства, диоды и подключенные к ним радиаторы и высокочастотные трансформаторы;
②Устройство преобразования энергии работает в режиме переключения. Поскольку импульсный источник питания представляет собой устройство преобразования энергии, которое работает в переключающем состоянии, скорость изменения его напряжения и тока очень высока, а интенсивность создаваемых помех относительно велика;
③Следы силовой печатной платы (PCB) обычно прокладываются вручную. Такое расположение делает его весьма произвольным и увеличивает сложность извлечения параметров распределения печатных плат, а также прогнозирования и оценки помех ближнего поля;
④Частота переключения большая: от десятков тысяч Гц до нескольких мегагерц. Основными формами помех являются помехи проводимости и помехи ближнего поля.
Механизм генерации электромагнитных помех
1. Электромагнитные помехи, создаваемые коммутационными цепями.
Схема переключения является ядром импульсного источника питания, который в основном состоит из переключающих ламп и высокочастотных трансформаторов. Генерируемый им dv/dt представляет собой импульс с большей амплитудой, более широкой полосой частот и богатым содержанием гармоник. Существуют две основные причины возникновения таких импульсных помех: с одной стороны, нагрузкой коммутационной трубки является первичная обмотка высокочастотного трансформатора, являющаяся индуктивной нагрузкой. Когда трубка переключателя включена, первичная катушка генерирует большой пусковой ток, и на обоих концах первичной катушки появляется высокое пиковое напряжение; при выключении трубки переключателя часть энергии теряется из-за рассеяния магнитного потока первичной катушки. Не передаваясь от первичной катушки к вторичной, эта часть энергии, запасенной в индукторе, будет формировать затухающие колебания с пиком с емкостью и сопротивлением в цепи коллектора, которые будут накладываться на напряжение выключения для образуют всплеск напряжения выключения. Такое прерывание напряжения питания приведет к такому же переходному импульсному току намагничивания, как и при включении первичной обмотки. Этот шум будет передаваться на входные и выходные клеммы, образуя кондуктивные помехи. С другой стороны, высокочастотная токовая петля переключения, состоящая из первичной катушки импульсного трансформатора, переключающей трубки и конденсатора фильтра, может создавать большое пространственное излучение, вызывая радиационные помехи.
2. Помехи, вызванные обратным временем восстановления диода. Когда выпрямительный диод в высокочастотной цепи выпрямителя является прямопроводящим, протекает большой прямой ток. Когда он выключается напряжением обратного смещения, из-за относительно большого тока в PN-переходе накапливается множество носителей, поэтому ток будет течь в обратном направлении в течение определенного периода времени, прежде чем носители исчезнут, вызывая обратный процесс. ток восстановления при исчезновении носителей резко уменьшается и вызывает большое изменение тока (di/dt).
