Конструкция электромагнитной совместимости для импульсных источников питания
Электромагнитная совместимость импульсных источников питания подразумевает сосуществование различных электрических устройств в ограниченном пространстве, времени и частотном спектре без снижения производительности. Он включает в себя два аспекта: электромагнитные помехи (ЭМП) и электромагнитную чувствительность (ЭМП). EMD относится к внешнему шуму, излучаемому электротехническими изделиями, тогда как EMS относится к способности электротехнических изделий противостоять внешним электромагнитным помехам. Устройство с хорошими показателями электромагнитной совместимости не должно подвергаться влиянию окружающей электромагнитной среды и не должно вызывать электромагнитных помех в окружающей среде.
Силовой переключающий транзистор в импульсном блоке питания генерирует значительные скачки напряжения и тока в процессе включения/выключения на высоких частотах, что приводит к сильным электромагнитным помехам, однако частотный диапазон помех (<30MHz) is relatively low. The geometric dimensions of most low-power switching power supplies are much smaller than the wavelength corresponding to a 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium). The electromagnetic interference phenomena studied in switching power supply systems belong to the range of quasi steady fields. When studying their electromagnetic interference problems, the main consideration is conducted interference.
2 Электромагнитное преследование
Обсуждение электромагнитных помех обычно ведется с трех аспектов: характеристики источника помех, характеристики канала связи помех и характеристики возмущаемого тела.
2.1 Основные источники электромагнитных помех в импульсных источниках питания
Источниками электромагнитных помех в импульсных источниках питания в основном являются переключающие устройства, диоды и нелинейные пассивные компоненты; Неправильная разводка печатных плат также является основным фактором, вызывающим электромагнитные помехи в импульсных источниках питания.
2.1.1 Электромагнитные помехи, создаваемые цепями переключателей
Для импульсных источников питания одним из основных источников помех являются электромагнитные помехи, создаваемые коммутационной схемой. Схема переключателя — это ядро импульсного источника питания, состоящее в основном из переключающих ламп и высокочастотных-трансформаторов. Генерируемый им dv/dt представляет собой импульс большой амплитуды, широкой полосы частот и большого количества гармоник. Основной причиной нарушения пульса является
1) Нагрузкой трубки переключателя является первичная обмотка высокочастотного-трансформатора, который является индуктивной нагрузкой. В момент включения трубки переключателя в первичной катушке генерируется большой импульсный ток, и на обоих концах первичной катушки появляется высокое пиковое напряжение; В момент отключения трубки переключателя из-за потока рассеяния первичной катушки часть энергии не передается от первичной катушки к вторичной. Энергия, запасенная в индукторе, будет формировать затухающие колебания с пиком, соответствующим емкости и сопротивлению в цепи коллектора, которые будут накладываться на напряжение выключения, образуя пик напряжения выключения. Этот тип прерывания напряжения питания будет генерировать тот же переходный импульсный ток намагничивания, что и при подключении первичной обмотки. Этот шум будет передаваться на входные и выходные клеммы, создавая помехи проводимости, а в тяжелых случаях может привести к поломке трубки переключателя.
2) Высокочастотная коммутируемая токовая петля, состоящая из первичной катушки, переключающей трубки и фильтрующего конденсатора импульсного трансформатора, может генерировать значительное пространственное излучение, образуя радиационные помехи. Если фильтрующая способность конденсатора недостаточна или высокочастотные-характеристики плохие, высокочастотное-импеданс конденсатора приведет к прохождению высокочастотного-тока к источнику питания переменного тока в дифференциальном режиме, образуя помехи проводимости.
