Misure per limitare le interferenze elettromagnetiche degli alimentatori switching
Solitamente, il controllo EMI dell'alimentatore switching adotta principalmente la tecnologia di filtraggio, la tecnologia di schermatura, la tecnologia di tenuta e la tecnologia di messa a terra. Le interferenze EMI possono essere suddivise in interferenze di conduzione e interferenze di radiazioni in base al percorso di trasmissione. L'alimentatore a commutazione conduce principalmente interferenze e la sua gamma di frequenza è la più ampia, circa 10kHz-30MHz. Le contromisure per sopprimere le interferenze condotte sono fondamentalmente risolte in tre bande di frequenza: 10kHz-150kHz, 150kHz-10MHz e superiori. L'interferenza normale è principalmente nell'intervallo compreso tra 10kHz e 150kHz, che generalmente viene risolta dal filtro LC generale. L'interferenza di modo comune è principalmente nell'intervallo di 150kHz-10 MHz, che solitamente viene risolta dal filtro di reiezione di modo comune. Le contromisure per la banda di frequenza superiore a 10 MHz consistono nel migliorare la forma del filtro e adottare misure di schermatura elettromagnetica.
Viene adottato 1 filtro EMI con ingresso CA.
Solitamente esistono due modi per trasmettere la corrente interferente sul conduttore: modo comune e modo differenziale. L'interferenza di modo comune è l'interferenza tra il fluido vettore e la terra: l'interferenza ha la stessa entità e direzione, ed esiste tra l'eventuale terra relativa dell'alimentazione o tra la linea neutra e la terra, che è generata principalmente da du/ dt e di/dt producono anche determinate interferenze di modo comune. L'interferenza di modo differenziale è l'interferenza tra fluidi vettori: l'interferenza è uguale in grandezza e opposta in direzione, ed esiste tra la linea di fase e la linea di neutro dell'alimentazione e tra la linea di fase e la linea di fase. Quando la corrente interferente viene trasmessa sul conduttore, può apparire sia in modalità comune che in modalità differenziale. Tuttavia, la corrente di disturbo di modo comune può interferire con segnali utili solo dopo essere diventata corrente di disturbo di modo differenziale.
Esistono i due tipi di interferenza sopra menzionati nella linea di trasmissione dell'alimentazione CA, solitamente l'interferenza di modalità differenziale a bassa frequenza e l'interferenza di modalità comune ad alta frequenza. In generale, l'ampiezza dell'interferenza della modalità differenziale è piccola, la frequenza è bassa e l'interferenza causata è piccola; L'interferenza di modo comune ha una grande ampiezza e un'alta frequenza e può anche produrre radiazioni attraverso i cavi, causando grandi interferenze. Se viene utilizzato un filtro EMI appropriato all'estremità di ingresso dell'alimentazione CA, le interferenze elettromagnetiche possono essere efficacemente soppresse. Il principio di base del filtro EMI della linea di alimentazione è mostrato nella Figura 1, in cui i condensatori di modalità differenziale C1 e C2 vengono utilizzati per cortocircuitare la corrente di interferenza in modalità differenziale, mentre i condensatori di messa a terra della linea intermedia C3 e C4 vengono utilizzati per cortocircuitare la corrente di interferenza in modalità differenziale. circuito la corrente di interferenza di modo comune. La bobina d'arresto di modo comune è composta da due bobine di uguale spessore e avvolte su un nucleo magnetico nella stessa direzione. Se l'accoppiamento magnetico tra le due bobine è molto stretto, l'induttanza di dispersione sarà molto piccola, il che è scarsa nella gamma di frequenza della linea di alimentazione.
La reattanza modale diventerà molto piccola; Quando la corrente di carico attraversa l'induttanza di modo comune, le linee del campo magnetico generate dalle bobine collegate in serie sulla linea di fase sono opposte a quelle generate dalle bobine collegate in serie sulla linea di neutro, e si annullano a vicenda nell'induttanza di modo comune. nucleo magnetico. Pertanto, anche in caso di corrente di carico elevata, il nucleo magnetico non sarà saturato. Per la corrente di interferenza di modo comune, i campi magnetici generati dalle due bobine sono nella stessa direzione, il che presenterà una grande induttanza, giocando così un ruolo nell'attenuazione del segnale di interferenza di modo comune. In questo caso, la bobina d'induttanza di modo comune deve essere realizzata in materiale magnetico di ferrite con elevata permeabilità e buone caratteristiche di frequenza.
2 Utilizzo del circuito di assorbimento per migliorare la forma d'onda di commutazione
Durante l'accensione e lo spegnimento del tubo o del diodo dell'interruttore, sono presenti induttanza di dispersione del trasformatore, induttanza di linea, capacità di accumulo del diodo e capacità distribuita, che sono facili da generare tensione di picco sul collettore, emettitore e diodo del tubo dell'interruttore . Di solito vengono adottati il circuito di assorbimento RC/RCD e il circuito di assorbimento della sovratensione RCD.
Quando la tensione sul circuito di assorbimento supera una certa ampiezza, ciascun dispositivo si accende rapidamente, rilasciando così l'energia di picco e limitando la tensione di picco a una certa ampiezza. Una bobina con nucleo magnetico saturabile o sfere magnetiche microcristalline sono collegate in serie sul collettore del tubo dell'interruttore e sul conduttore positivo del diodo di uscita e il materiale è generalmente cobalto (Co). Quando passa corrente normale, il nucleo magnetico è saturo e l'induttanza è molto piccola. Una volta che la corrente scorrerà nella direzione inversa, produrrà una grande forza controelettromotrice, che può sopprimere efficacemente la corrente di picco inversa del diodo VD.
3 utilizzando la tecnologia di modulazione della frequenza di commutazione
La tecnologia di controllo della frequenza si basa sul fatto che l'energia delle interferenze di commutazione è concentrata principalmente su una frequenza specifica e presenta un picco ad ampio spettro. Se queste energie possono essere disperse in una banda di frequenza più ampia, è possibile raggiungere lo scopo di ridurre il valore di picco dello spettro di interferenza. Solitamente esistono due metodi di elaborazione: metodo della frequenza casuale e metodo della frequenza di modulazione.
Il metodo della frequenza casuale consiste nell'aggiungere una componente di disturbo casuale all'intervallo di commutazione del circuito, in modo che l'energia di interferenza di commutazione venga dispersa in una determinata banda di frequenza. La ricerca mostra che lo spettro dell'interferenza di commutazione è cambiato da un'interferenza discreta con impulsi di picco a un'interferenza distribuita continua e il suo valore di picco è notevolmente diminuito.
Il metodo della frequenza di modulazione consiste nell'aggiungere l'onda di modulazione umana (rumore bianco) all'onda a dente di sega, formare una banda laterale attorno alla banda di frequenza discreta che produce interferenza e modulare la banda di frequenza discreta dell'interferenza in una banda di frequenza distribuita. In questo modo l'energia di disturbo viene dispersa in queste bande di frequenza di distribuzione. A condizione di non influenzare le caratteristiche di funzionamento del convertitore, questo metodo di controllo può sopprimere bene le interferenze durante l'accensione e lo spegnimento.
4 Viene adottata la tecnologia soft-switching.
Una delle interferenze dell'alimentatore switching proviene dal du/dt quando il tubo dell'interruttore di alimentazione è acceso/spento. Pertanto, ridurre il du/dt del tubo dell'interruttore di alimentazione è una misura importante per sopprimere l'interferenza dell'alimentatore a commutazione. La tecnologia di commutazione morbida può ridurre il du/dt dell'accensione/spegnimento del tubo dell'interruttore.
Se al circuito on-off viene aggiunto un piccolo elemento risonante come induttanza e capacità, si formerà una rete ausiliaria. Il processo di risonanza viene indotto prima e dopo il processo di commutazione, in modo che la tensione scenda a zero prima che l'interruttore venga acceso, in modo che il fenomeno di sovrapposizione di tensione e corrente nel processo di commutazione possa essere eliminato e la perdita di commutazione e l'interferenza possano essere ridotti o addirittura eliminati. Questo circuito è chiamato circuito di commutazione morbida.
