Analisi dei metodi di progettazione della compatibilità elettromagnetica per gli alimentatori a commutazione
Gli alimentatori a commutazione sono ampiamente utilizzati nei settori della comunicazione, del controllo, dei computer e in altri campi grazie ai loro vantaggi quali dimensioni ridotte e fattore di potenza elevato. Tuttavia, a causa della generazione di interferenze elettromagnetiche, la sua ulteriore applicazione è in una certa misura limitata. Questo articolo analizzerà i vari meccanismi di interferenza elettromagnetica negli alimentatori a commutazione e, sulla base di ciò, proporrà un metodo di progettazione della compatibilità elettromagnetica per gli alimentatori a commutazione.
Analisi delle interferenze elettromagnetiche negli alimentatori switching
La struttura dell'alimentatore switching è mostrata nella Figura 1. Innanzitutto, la frequenza di alimentazione CA viene rettificata in CC, quindi invertita in alta frequenza e infine emessa attraverso un circuito di rettifica e filtraggio per ottenere una tensione CC stabile. Una progettazione e un layout irragionevoli del circuito, vibrazioni meccaniche, messa a terra inadeguata, ecc. possono tutti formare interferenze elettromagnetiche interne. Allo stesso tempo, anche l'induttanza di dispersione del trasformatore e il picco causato dalla corrente di recupero inversa del diodo di uscita sono potenziali fonti di forti interferenze.
Sorgente di interferenza interna
● Circuito di commutazione
Il circuito di commutazione è costituito principalmente da tubi di commutazione e trasformatori ad alta frequenza. Esiste una capacità distribuita tra il tubo dell'interruttore e il suo dissipatore di calore, il guscio e i cavi all'interno dell'alimentatore. Il du/dt da esso generato ha una grande ampiezza di impulsi, un'ampia banda di frequenza e ricche armoniche. Il carico del tubo dell'interruttore è la bobina primaria di un trasformatore ad alta frequenza ed è un carico induttivo. Quando l'interruttore originariamente conduttore viene spento, l'induttanza di dispersione del trasformatore ad alta frequenza genera una forza elettromotrice controcorrente E=- Ldi/dt, che è proporzionale al tasso di variazione di corrente del collettore e all'induttanza di dispersione. Si sovrappone alla tensione di spegnimento per formare un picco di tensione di spegnimento, formando così un'interferenza conduttiva.
● Diodi raddrizzatori per circuiti raddrizzatori
Quando il diodo raddrizzatore di uscita viene interrotto, si verifica una corrente inversa e il tempo necessario per ripristinare lo zero è correlato a fattori come la capacità di giunzione. Genererà variazioni di corrente significative di/dt sotto l'influenza dell'induttanza di dispersione del trasformatore e di altri parametri di distribuzione, con conseguenti forti interferenze ad alta frequenza, con una frequenza fino a decine di megahertz.
● Parametri vaganti
A causa del funzionamento a frequenze più elevate, le caratteristiche dei componenti a bassa frequenza negli alimentatori a commutazione potrebbero cambiare, provocando rumore. Alle alte frequenze, i parametri parassiti hanno un impatto significativo sulle caratteristiche del canale di accoppiamento e la capacità distribuita diventa il canale per l'interferenza elettromagnetica.
2 Sorgenti di interferenze esterne
Le fonti di interferenza esterna possono essere suddivise in interferenze di potenza e interferenze da fulmini, mentre le interferenze di potenza esistono sia in modalità "modalità comune" che "modalità differenziale". Allo stesso tempo, a causa del collegamento diretto della rete elettrica CA al ponte raddrizzatore e al circuito del filtro, solo il momento di picco della tensione di ingresso ha corrente di ingresso entro mezzo ciclo, risultando in un fattore di potenza di ingresso molto basso (circa { {0}}.6) dell'alimentatore. Inoltre, questa corrente contiene una grande quantità di componenti armoniche, che possono causare un "inquinamento" armonico nella rete elettrica.
