Analisi delle cause dei disturbi elettromagnetici nell'alimentazione elettrica
Gli alimentatori a commutazione possono essere suddivisi in ponte intero, mezzo ponte, push-pull e altri tipi in base al tipo di circuito principale. Tuttavia, indipendentemente dal tipo di alimentatore switching, produce un forte rumore durante il funzionamento. Conducono verso l'esterno attraverso le linee elettriche in modo comune o differenziale, irradiandosi anche nello spazio circostante. Gli alimentatori a commutazione sono anche sensibili al rumore esterno intromesso dalla rete elettrica e lo trasmettono ad altri dispositivi elettronici per generare interferenze.
Dopo che l'alimentazione CA viene immessa nell'alimentatore a commutazione, il raddrizzatore a ponte V1-V4 è organizzato in una tensione CC Vi e applicato al primario L1 e all'interruttore V5 del trasformatore ad alta frequenza. L'ingresso di base del tubo interruttore V5 è un'onda rettangolare ad alta frequenza che va da decine a centinaia di kHz, e la sua frequenza di ripetizione e il ciclo di lavoro sono determinati dai requisiti della tensione CC di uscita VO. La corrente impulsiva amplificata dal tubo interruttore è accoppiata al circuito secondario tramite un trasformatore ad alta frequenza. Il rapporto della prima spira di un trasformatore ad alta frequenza è determinato anche dai requisiti della tensione CC in uscita VO. La corrente impulsiva ad alta frequenza viene raddrizzata dal diodo V6 e filtrata da C2 per formare una tensione di uscita CC VO. Pertanto, l'alimentatore switching genererà rumore e formerà interferenze elettromagnetiche nei seguenti aspetti.
(1) Il circuito di corrente di commutazione ad alta frequenza composto dal primario L1 del trasformatore ad alta frequenza, dal tubo di commutazione V5 e dal condensatore di filtraggio C1 può generare una radiazione spaziale significativa. Se il filtraggio del condensatore è insufficiente, anche la corrente ad alta frequenza verrà trasmessa all'alimentatore CA in ingresso in modalità differenziale.
(2) Il secondario L2 del trasformatore ad alta frequenza, il diodo raddrizzatore V6 e il condensatore di filtraggio C2 formano anche il circuito di corrente di commutazione ad alta frequenza, che genera radiazione spaziale. Se il filtraggio del condensatore è insufficiente, la corrente ad alta frequenza verrà miscelata con la tensione CC in uscita in modalità differenziale e condotta verso l'esterno.
(3) È presente un condensatore distribuito Cd tra il primario e il secondario del trasformatore ad alta frequenza e la tensione ad alta frequenza del primario è direttamente accoppiata al secondario attraverso questi condensatori distribuiti, generando rumore di modo comune nella stessa fase su le due linee di alimentazione CC in uscita del secondario. Se l'impedenza di due fili verso terra è sbilanciata, si trasformerà anche in rumore in modalità differenziale.
(4) Il diodo raddrizzatore di uscita V6 genererà una corrente di picco inversa. Quando il diodo conduce nella direzione in avanti, la carica si accumula all'interno della giunzione PN. Quando il diodo applica una tensione inversa, la carica accumulata scompare e viene generata una corrente inversa. Poiché la corrente di commutazione deve essere rettificata da un diodo, il tempo necessario al diodo per passare dalla conduzione all'interruzione è molto breve e, in un breve periodo di tempo, la carica di accumulo deve scomparire, provocando un aumento di corrente inversa. A causa dell'induttanza distribuita, della capacità e del picco nella linea di uscita CC, viene causata un'oscillazione di attenuazione ad alta frequenza, che è un tipo di rumore in modalità differenziale.
(5) Il carico del tubo interruttore V5 è la bobina primaria L1 del trasformatore ad alta frequenza, che è un carico induttivo. Pertanto, quando l'interruttore viene acceso o spento, si verificherà un picco di tensione elevato su entrambe le estremità del tubo e questo rumore verrà trasmesso ai terminali di ingresso e di uscita.
(6) Esiste una capacità distribuita CI tra il collettore del tubo dell'interruttore V5 e il dissipatore di calore K, quindi la corrente di commutazione ad alta frequenza fluirà attraverso CI al dissipatore di calore K, quindi alla terra dell'involucro e infine alla terra protettiva filo PE della linea di alimentazione CA collegato alla terra dell'involucro, generando così radiazione in modo comune. Le linee elettriche L e N hanno una certa impedenza rispetto a PE e, se l'impedenza è sbilanciata, il rumore di modo comune può anche trasformarsi in rumore di modo differenziale.
