Caratteristiche delle alimentatori di commutazione e analisi tecnica della soppressione dell'interferenza elettromagnetica
Con lo sviluppo di moderne tecnologie elettroniche e dispositivi di alimentazione, gli alimentatori in modalità switch sono ampiamente utilizzati nei sistemi di comunicazione, nel controllo automatico, negli elettrodomestici e altri campi a causa delle loro piccole dimensioni, peso leggero, prestazioni elevate e elevata affidabilità. Sono particolarmente ampiamente utilizzati nella commutazione controllata dal programma, nelle stazioni di base wireless di trasmissione dei dati ottici, nei sistemi televisivi via cavo e nelle reti IP e sono la forza trainante di base per il normale funzionamento delle attrezzature della tecnologia dell'informazione. Tuttavia, gli alimentatori di interruttore di comunicazione generalmente utilizzano la tecnologia PWM (Pulse Width Modulation) e i loro dispositivi di commutazione funzionano in uno stato ON-OFF ad alta frequenza. A causa del rapido processo transitorio di alta frequenza stessa come fonte di interferenza elettromagnetica, i segnali di interferenza elettromagnetica (EMI) generati da esso hanno un ampio intervallo di frequenza e una certa ampiezza. Attraverso la conduzione e le radiazioni, può inquinare l'ambiente elettromagnetico e causare interferenze alle apparecchiature di comunicazione e ai prodotti elettronici. In addition, communication switch power supplies should have strong resistance to electromagnetic interference, especially to lightning strikes, surges, grid voltage, electric fields, magnetic fields, electromagnetic waves, electrostatic discharge, pulse trains, voltage drops, radio frequency electromagnetic field conduction immunity, radiation immunity, conduction emission, radiation emission and other projects that need to meet the relevant EMC standard.
Esistono quattro caratteristiche di base di un alimentatore di commutazione:
① La posizione è relativamente chiara. Si concentravano principalmente su dispositivi di commutazione di alimentazione, diodi e dissipatori di calore e trasformatori ad alta frequenza collegati ad essi;
② Il dispositivo di conversione energetica funziona in uno stato di interruttore. Poiché un alimentatore di commutazione è un dispositivo di conversione di energia che opera in uno stato di commutazione, la sua tensione e i tassi di variazione di corrente sono elevati, con conseguente intensità di interferenza significativa;
③ Il cablaggio dei circuiti stampati di potenza (PCB) è generalmente disposto manualmente. Questa disposizione gli dà molta flessibilità, aumentando la difficoltà di estrarre i parametri di distribuzione del PCB e prevedere e valutare l'interferenza del campo vicino;
④ La frequenza di commutazione è elevata, che va da decine di migliaia di Hz a diversi Megahertz e le principali forme di interferenza sono condotte interferenze e interferenze del campo vicino.
Interferenza elettromagnetica generata dai circuiti dell'interruttore
Il circuito di commutazione è il nucleo di un alimentatore di commutazione, composto principalmente da tubi di commutazione e trasformatori ad alta frequenza. Il DV/DT generato da esso è un impulso con ampiezza grande, una banda di frequenza ampia e armoniche ricche. I motivi principali di questa interferenza dell'impulso sono duplici: da un lato, il carico sul tubo di commutazione è la bobina primaria del trasformatore ad alta frequenza, che è un carico induttivo. Al momento in cui il tubo dell'interruttore è acceso, una grande corrente di sovratensione viene generata nella bobina primaria e un'alta tensione di picco di aumento appare su entrambe le estremità della bobina primaria; Al momento in cui il tubo dell'interruttore è disconnesso, a causa del flusso di perdita 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 verrà sovrapposta alla tensione di svolta per formare un picco di tensione di spegnimento. Questo tipo di interruzione della tensione di alimentazione genererà la stessa corrente di impulso di magnetizzazione transitoria come quando la bobina primaria è collegata e questo rumore verrà condotto ai terminali di ingresso e uscita, formazione di interferenza condotta. D'altra parte, il ciclo di corrente di commutazione ad alta frequenza composto dalla bobina primaria, al tubo di commutazione e al condensatore di filtraggio del trasformatore di impulsi può generare una radiazione spaziale significativa, formando interferenze di radiazione.
