Progettazione della compatibilità elettromagnetica per alimentatori a commutazione
La compatibilità elettromagnetica degli alimentatori a commutazione si riferisce alla coesistenza di vari dispositivi elettrici all'interno di uno spazio, tempo e spettro di frequenza limitati senza causare una diminuzione delle prestazioni. Comprende due aspetti: l'interferenza elettromagnetica (EMD) e la sensibilità elettromagnetica (EMS). L'EMD si riferisce al rumore esterno emesso dai prodotti elettrici, mentre l'EMS si riferisce alla capacità dei prodotti elettrici di resistere alle interferenze elettromagnetiche esterne. Un dispositivo con buone prestazioni di compatibilità elettromagnetica non deve essere influenzato dall'ambiente elettromagnetico circostante né causare interferenze elettromagnetiche nell'ambiente circostante.
Il transistor di commutazione di potenza in un alimentatore switching genera notevoli salti di tensione e corrente durante il processo di accensione/spegnimento ad alte frequenze, con conseguenti forti interferenze elettromagnetiche, ma la gamma di frequenze dell'interferenza (<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 Molestie elettromagnetiche
La discussione sull'interferenza elettromagnetica è generalmente condotta da tre aspetti: le caratteristiche della sorgente di interferenza, le caratteristiche del canale di accoppiamento dell'interferenza e le caratteristiche del corpo disturbato.
2.1 Principali fonti di interferenza elettromagnetica negli alimentatori switching
Le fonti di interferenza elettromagnetica negli alimentatori a commutazione includono principalmente dispositivi di commutazione, diodi e componenti passivi non lineari; Anche il cablaggio non corretto delle schede a circuiti stampati è uno dei principali fattori che causano interferenze elettromagnetiche negli alimentatori a commutazione.
2.1.1 Interferenza elettromagnetica generata dai circuiti di commutazione
Per gli alimentatori a commutazione, l'interferenza elettromagnetica generata dal circuito di commutazione è una delle principali fonti di interferenza. Il circuito di commutazione è il nucleo di un alimentatore a commutazione, composto principalmente da tubi di commutazione e trasformatori ad alta-frequenza. Il dv/dt da esso generato è un impulso con una grande ampiezza, un'ampia banda di frequenza e abbondanti armoniche. Il motivo principale di questo disturbo del polso è
1) Il carico del tubo dell'interruttore è la bobina primaria del trasformatore ad alta-frequenza, che è un carico induttivo. Nel momento in cui il tubo dell'interruttore viene acceso, viene generata una grande sovracorrente nella bobina primaria e su entrambe le estremità della bobina primaria appare una tensione di picco elevata; Nel momento in cui il tubo dell'interruttore è scollegato, a causa del flusso di dispersione della bobina primaria, una parte dell'energia non viene trasmessa dalla bobina primaria alla bobina secondaria. L'energia immagazzinata nell'induttore formerà un'oscillazione di decadimento con un picco con la capacità e la resistenza nel circuito del collettore, che si sovrapporrà alla tensione di spegnimento per formare un picco della tensione di spegnimento. Questo tipo di interruzione della tensione di alimentazione genererà la stessa corrente impulsiva magnetizzante transitoria di quando è collegata la bobina primaria. Questo rumore verrà condotto ai terminali di ingresso e di uscita, formando disturbi conduttivi e, nei casi più gravi, potrebbe rompere il tubo dell'interruttore.
2) Il circuito di corrente di commutazione ad alta-frequenza composto dalla bobina primaria, dal tubo di commutazione e dal condensatore di filtraggio del trasformatore di impulsi può generare radiazioni spaziali significative, formando disturbi di radiazione. Se la capacità di filtraggio del condensatore è insufficiente o le caratteristiche di alta-frequenza sono scarse, l'impedenza di alta-frequenza sul condensatore causerà la conduzione di corrente ad alta-frequenza verso l'alimentatore CA in modalità differenziale, formando disturbi di conduzione.
