Analisi delle cause delle interferenze elettromagnetiche negli alimentatori switching
L'alimentatore switching può essere suddiviso in ponte intero, mezzo ponte, push-pull e così via in base al tipo di circuito principale, ma indipendentemente dal tipo di alimentatore switching produrrà un forte rumore durante il funzionamento. Vengono condotti in modalità comune o differenziale attraverso la linea elettrica e si irradiano anche nello spazio circostante. L'alimentatore a commutazione è inoltre sensibile al rumore esterno invaso dalla rete elettrica e viene trasmesso ad altre apparecchiature elettroniche causando interferenze.
Dopo che l'alimentazione CA viene immessa nell'alimentatore a commutazione, viene raddrizzata in tensione CC Vi dai raddrizzatori a ponte V1 ~ V4, che vengono applicati al primario L1 del trasformatore ad alta frequenza e al tubo di commutazione V5. La base del tubo di commutazione V5 immette un'onda rettangolare ad alta frequenza da decine a centinaia di kilohertz e la sua frequenza di ripetizione e il rapporto 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 il trasformatore ad alta frequenza. Il rapporto delle spire primarie del trasformatore ad alta frequenza è determinato anche dal requisito della tensione CC in uscita VO. La corrente impulsiva ad alta frequenza viene raddrizzata dal diodo V6 e filtrata da C2 per diventare tensione di uscita CC VO. Pertanto, l'alimentatore switching produrrà rumore nei seguenti collegamenti, formando interferenze elettromagnetiche.
(1) Il circuito di corrente di commutazione ad alta frequenza composto dal primario del trasformatore ad alta frequenza L1, dal tubo di commutazione V5 e dal condensatore di filtro C1 può generare una grande radiazione spaziale. Se il filtro del condensatore è insufficiente, la corrente ad alta frequenza verrà condotta all'alimentazione CA in ingresso in modalità differenziale.
(2) Il secondario L2 del trasformatore ad alta frequenza, il diodo raddrizzatore V6 e il condensatore filtro C2 formano anche un circuito di corrente di commutazione ad alta frequenza, che genererà radiazione spaziale. Se il filtro del condensatore è insufficiente, la corrente ad alta frequenza verrà miscelata con la tensione CC in uscita sotto forma di modalità differenziale per conduzione esterna.
(3) Sono presenti condensatori distribuiti Cd tra il primario e il secondario del trasformatore ad alta frequenza e la tensione ad alta frequenza del primario sarà direttamente accoppiata al secondario attraverso questi condensatori distribuiti, con conseguente rumore di modo comune nello stesso fase sulle due linee di alimentazione DC in uscita del secondario. Se l'impedenza dei 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 viene acceso nella direzione in avanti, la carica nella giunzione PN si accumulerà e quando al diodo viene applicata una tensione inversa, la carica accumulata scomparirà e produrrà corrente inversa. Poiché la corrente di commutazione deve essere rettificata dal diodo, il tempo necessario per passare da acceso a spento è molto breve e si verifica un aumento di corrente inversa per far scomparire la carica immagazzinata in breve tempo. L'oscillazione dell'attenuazione ad alta frequenza è causata dall'induttanza distribuita, dalla capacità distribuita e dal picco nella linea di uscita CC, che è una sorta 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 e spento, si verificherà un picco di tensione elevato su entrambe le estremità del tubo e questo rumore verrà condotto ai terminali di ingresso e di uscita.
(6) C'è un condensatore CI distribuito tra il collettore del tubo di commutazione V5 e il radiatore K, quindi la corrente di commutazione ad alta frequenza fluirà al radiatore K attraverso CI, quindi alla massa del telaio e infine alla terra di protezione PE della linea di alimentazione CA collegata alla terra del telaio, generando così radiazione di modo comune. Le linee elettriche L e N hanno una certa impedenza rispetto a PE. Se l'impedenza è sbilanciata, il rumore di modo comune verrà convertito in rumore di modo differenziale.
