Generazione e soppressione dei disturbi elettromagnetici negli alimentatori switching
Compatibilità elettromagnetica EMC è l'abbreviazione dell'inglese compatibilità elettromagnetica. Comprende due significati. Innanzitutto, la radiazione elettromagnetica generata dalle apparecchiature presenti sul lavoro deve essere limitata a un certo livello. In secondo luogo, l'apparecchiatura stessa deve avere una certa capacità anti-interferenza. Deve avere tre elementi: sorgente di interferenza, canale di accoppiamento e corpo sensibile. La soppressione delle interferenze mediante l'alimentazione elettrica a commutazione per i circuiti elettronici è di grande importanza per garantire il funzionamento normale e stabile dei sistemi elettronici. Analizzando le fonti di interferenza e i canali di accoppiamento negli alimentatori a commutazione, questo documento propone misure efficaci per sopprimere le interferenze. Vengono proposti il metodo di progettazione e produzione del trasformatore di alimentazione a commutazione.
Sorgenti di disturbo e canali di accoppiamento negli alimentatori switching
L'alimentatore switching prima rettifica la corrente alternata a frequenza industriale in corrente continua, quindi la trasforma in alta frequenza attraverso il controllo del tubo di commutazione, quindi la emette attraverso il circuito del filtro di rettifica per ottenere una tensione di corrente continua stabile, quindi contiene un molte interferenze armoniche. Allo stesso tempo, a causa dell'induttanza di dispersione del trasformatore e del picco causato dalla corrente di recupero inversa del diodo di uscita, verranno prodotte interferenze elettromagnetiche di diverso grado. L'interferenza nell'alimentatore a commutazione si concentra principalmente sui componenti con grandi variazioni di tensione e corrente (ovvero, grandi dv/dt o di/dt), in particolare tubi di commutazione, diodi di uscita e trasformatori ad alta frequenza. Allo stesso tempo, la capacità parassita condurrà il rumore della rete elettrica all'alimentazione del sistema elettronico e interferirà con il funzionamento del circuito elettronico. Analizziamo qui le cause di diversi tipi di interferenza e i loro percorsi di accoppiamento.
L'interferenza di filtraggio generata dal circuito di filtro del raddrizzatore di uscita adotta generalmente un raddrizzatore a ponte e un circuito di filtro del condensatore all'estremità di uscita dell'alimentatore switching. A causa della non linearità del diodo raddrizzatore e della funzione di accumulo di energia del condensatore di filtro, la corrente di uscita diventa una corrente di picco periodica con breve durata e valore di picco elevato. Questa corrente di ingresso distorta, oltre all'onda fondamentale, contiene anche ricche componenti armoniche superiori.
Interferenza generata dal circuito di commutazione
Il nucleo del circuito di commutazione è anche una delle principali fonti di interferenza, composto principalmente da tubo di commutazione e trasformatore ad alta frequenza. Il dv/dt generato dal tubo commutatore ha un impulso ampio, un'ampia banda di frequenza e ricche armoniche. Le ragioni principali di questa interferenza di impulsi sono:
(1) Nel momento in cui il tubo dell'interruttore viene acceso, l'avvolgimento primario del trasformatore genera una grande corrente di spunto e su entrambe le estremità dell'avvolgimento primario appare un picco di tensione elevato; Nel momento in cui l'interruttore viene spento, una parte dell'energia non viene trasmessa dalla bobina primaria alla bobina secondaria a causa del flusso di dispersione della bobina primaria e questa parte dell'energia immagazzinata nell'induttanza di dispersione formerà un'oscillazione di attenuazione con un picco con la capacità interelettrodica e la resistenza del tubo dell'interruttore stesso, e verrà sovrapposto alla tensione di spegnimento del tubo dell'interruttore per formare una tensione di picco di spegnimento. Questo rumore verrà condotto ai terminali di ingresso e di uscita, formando un'interferenza condotta.
(2) Quando il diodo di uscita viene acceso nella direzione in avanti, la carica nella giunzione PN viene accumulata e quando al diodo viene applicata una tensione inversa, la carica accumulata scomparirà e verrà generata una corrente inversa. Poiché la frequenza di V nel circuito del raddrizzatore secondario è molto elevata durante la commutazione, il tempo dall'accensione allo spegnimento è molto breve e si verificherà un aumento della corrente inversa se la carica immagazzinata scompare in breve tempo. A causa dell'esistenza di capacità distribuita e induttanza distribuita nell'uscita CC, l'interferenza causata dalle sovratensioni diventa un'attenuazione ad alta frequenza e una riduzione delle oscillazioni.
(3) Il circuito di corrente di commutazione ad alta frequenza composto dalla bobina primaria del trasformatore ad alta frequenza, dal tubo di commutazione e dal condensatore di filtro può generare radiazioni spaziali di grandi dimensioni e formare interferenze di radiazioni.
Canale di accoppiamento delle interferenze
A causa della capacità parassita tra gli avvolgimenti primari del trasformatore, l'interferenza di modo comune generata dal circuito di commutazione si propaga attraverso il trasformatore sui lati primario e secondario. In termini comparativi, il percorso di interferenza in modalità differenziale è semplice e facile da gestire. Questo documento introduce principalmente la generazione e la soppressione delle interferenze di modo comune.
