Внедрение метода проектирования электромагнитной совместимости для импульсного источника питания
Из-за преимуществ небольшого размера и высокого коэффициента мощности импульсный источник питания широко используется в связи, управлении, компьютерах и других областях. Однако из-за электромагнитных помех его дальнейшее применение в определенной степени ограничено. В этой статье будут проанализированы различные механизмы электромагнитных помех импульсного источника питания и на его основе предложен метод расчета электромагнитной совместимости импульсного источника питания.
Анализ электромагнитных помех импульсного источника питания
Структура импульсного источника питания показана на рисунке 1. Сначала переменный ток промышленной частоты выпрямляется в постоянный, затем преобразуется в высокочастотный и, наконец, выводится через схему выпрямления и фильтрации для получения стабильного постоянного напряжения. Неправильная схема и компоновка схемы, механическая вибрация, плохое заземление и т. д. вызовут внутренние электромагнитные помехи. В то же время индуктивность рассеяния трансформатора и пик, вызванный обратным током восстановления выходного диода, также являются потенциальными сильными источниками помех.
1 Внутренние источники помех
● схема переключения
Схема переключателя в основном состоит из переключающей трубки и высокочастотного трансформатора. Между трубкой переключателя и его радиатором, корпусом и внутренними выводами источника питания распределена емкость. Генерируемый им du/dt имеет относительно большие импульсы, широкую полосу частот и богатый спектр гармоник. Коммутационная ламповая нагрузка представляет собой первичную обмотку высокочастотного трансформатора, который является индуктивной нагрузкой. Когда первоначально включенная трубка переключателя выключается, индуктивность рассеяния высокочастотного трансформатора создает противоэлектродвижущую силу E=-Ldi/dt, величина которой пропорциональна скорости изменения тока коллектора и пропорциональна индуктивности рассеяния, наложенной на напряжение отсечки, формируется пик напряжения отсечки, тем самым формируя помехи проводимости.
● Выпрямительные диоды для выпрямительных цепей
Когда диод выходного выпрямителя отключается, возникает обратный ток, и время, когда он возвращается к нулю, зависит от таких факторов, как емкость перехода. Это будет производить большое изменение тока di/dt под влиянием индуктивности рассеяния трансформатора и других параметров распределения, а также создавать сильные высокочастотные помехи, частота которых может достигать десятков мегагерц.
● Ложные параметры
Из-за работы на более высокой частоте характеристики низкочастотных компонентов в импульсном блоке питания изменятся, что приведет к возникновению шума. На высоких частотах параметры рассеяния оказывают большое влияние на характеристики канала связи, и распределенная емкость становится каналом электромагнитных помех.
2 Внешние источники помех
Источники внешних помех можно разделить на силовые помехи и грозовые помехи, а силовые помехи существуют в «общем режиме» и «дифференциальном режиме». В то же время, поскольку сеть переменного тока напрямую подключена к выпрямительному мосту и схеме фильтра, за полпериода только время пика входного напряжения имеет входной ток, что приводит к очень низкому входному коэффициенту мощности мощности. питания (около 0.6). Более того, этот ток содержит большое количество гармонических составляющих тока, которые вызовут гармоническое «загрязнение» сети.
