Помехи и подавление импульсного источника питания
Помехи, создаваемые самим импульсным источником питания, непосредственно ставят под угрозу нормальную работу электронных устройств. Подавление электромагнитных помех самого импульсного источника питания является важной темой при разработке и проектировании импульсных источников питания. В данной статье кратко представлен механизм возникновения и распространения электромагнитных помех в импульсных источниках питания, а также обобщены несколько основных методов подавления возникновения и распространения электромагнитных помех в импульсных источниках питания.
Импульсный источник питания как устройство питания для электронных устройств обладает преимуществами небольшого размера, легкого веса и высокой эффективности и широко используется в цифровых схемах. Однако из-за состояния высокочастотного переключения он является сильным источником помех, и создаваемые им помехи непосредственно ставят под угрозу нормальную работу электронных устройств. Поэтому подавление электромагнитных помех самого импульсного источника питания и повышение его устойчивости к электромагнитным помехам для обеспечения длительной безопасной и надежной работы электронных устройств является важной темой при разработке и проектировании импульсных источников питания.
Генерация помех импульсного источника питания
Помехи импульсных источников питания обычно делятся на две категории: во-первых, помехи, создаваемые внутренними компонентами импульсных источников питания; Второй – помехи, вызванные внешними факторами в импульсном блоке питания. В обоих случаях задействованы как человеческий, так и природный факторы.
Внутренние помехи импульсного источника питания
Электромагнитные помехи, генерируемые импульсными источниками питания, в основном вызваны помехами гармонического тока высокого порядка, генерируемыми базовым выпрямителем, и помехами пикового напряжения, генерируемыми схемой преобразования мощности.
Базовый выпрямитель
Процесс исправления основного выпрямителя является наиболее распространенной причиной электромагнитных помех. Это связано с тем, что синусоидальная волна переменного тока промышленной частоты после выпрямления больше не является одночастотным током, а становится постоянной составляющей и серией гармонических составляющих с разными частотами. Гармоники (особенно гармоники более высокого порядка) будут создавать помехи проводимости и излучения вдоль линии передачи, вызывая искажение входного тока. С одной стороны, это вызовет искажение формы сигнала тока, подключенного к входной линии электропередачи, а с другой стороны, это создаст радиочастотные помехи через линию электропередачи.
Схема преобразования мощности
Схема преобразования мощности является основой импульсного регулируемого источника питания, который обеспечивает широкую полосу пропускания и богатые гармоники. Основными компонентами, генерирующими эти импульсные помехи, являются
1) Между трубкой переключателя и его радиатором, корпусом и выводами внутри источника питания существует распределенная емкость. Когда через трубку переключателя протекает большой импульсный ток (обычно прямоугольная волна), форма сигнала содержит множество высокочастотных компонентов; В то же время параметры устройства, используемые для отключения источника питания, такие как время хранения ключевого силового транзистора, большой ток выходного каскада и время обратного восстановления переключающего выпрямительного диода, могут вызвать мгновенный выход из строя. короткое замыкание в цепи, генерирующее большой ток короткого замыкания. Кроме того, нагрузкой трубки переключателя является высокочастотный трансформатор или индуктор накопления энергии. В момент проводимости трубки переключателя в первичной обмотке трансформатора возникает большой пусковой ток, вызывающий пиковый шум.
2) Трансформатор в высокочастотном трансформаторном импульсном источнике питания используется для изоляции и преобразования напряжения, но из-за индуктивности рассеяния может создаваться шум электромагнитной индукции; В то же время в условиях высоких частот распределенная емкость между слоями трансформатора будет передавать гармонический шум высокого порядка с первичной стороны на вторичную, а распределенная емкость трансформатора на оболочку образует еще одну высокочастотную емкость. частотный тракт, что облегчает взаимодействие электромагнитного поля, генерируемого вокруг трансформатора, и образование шума на других проводах.
3) Когда выпрямительный диод вторичной стороны выпрямительного диода используется для высокочастотного выпрямления, из-за фактора времени обратного восстановления заряд, накопленный в прямом токе, не может быть немедленно устранен при подаче обратного напряжения (из-за наличие носителей и протекание тока). Если крутизна восстановления обратного тока слишком велика, индуктивность, протекающая через катушку, генерирует пиковое напряжение, которое под воздействием индуктивности рассеяния трансформатора и других параметров распределения будет генерировать сильные высокочастотные помехи с частотой до десятков МГц.
4) Конденсаторы, катушки индуктивности и импульсные источники питания могут вызывать изменения характеристик низкочастотных компонентов из-за их работы на более высоких частотах, что приводит к появлению шума.
