Projeto de compatibilidade eletromagnética para fontes de alimentação comutadas
A compatibilidade eletromagnética de fontes de alimentação comutadas refere-se à coexistência de vários dispositivos elétricos dentro de um espaço, tempo e espectro de frequência limitados, sem causar diminuição no desempenho. Inclui dois aspectos: interferência eletromagnética (EMD) e sensibilidade eletromagnética (EMS). EMD refere-se ao ruído externo emitido por produtos elétricos, enquanto EMS refere-se à capacidade dos produtos elétricos de resistir à interferência eletromagnética externa. Um dispositivo com bom desempenho de compatibilidade eletromagnética não deve ser afetado pelo ambiente eletromagnético circundante nem causar interferência eletromagnética ao ambiente.
O transistor de comutação de potência em uma fonte de alimentação chaveada gera saltos significativos de tensão e corrente durante o processo de ligar/desligar em altas frequências, resultando em forte interferência eletromagnética, mas a faixa de frequência da interferência (<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 Assédio eletromagnético
A discussão sobre interferência eletromagnética é geralmente conduzida a partir de três aspectos: as características da fonte de interferência, as características do canal de acoplamento da interferência e as características do corpo perturbado.
2.1 Principais fontes de interferência eletromagnética em fontes chaveadas
As fontes de interferência eletromagnética em fontes de alimentação comutadas incluem principalmente dispositivos de comutação, diodos e componentes passivos não lineares; A fiação inadequada de placas de circuito impresso também é um fator importante que causa interferência eletromagnética em fontes de alimentação comutadas.
2.1.1 Interferência eletromagnética gerada por circuitos de comutação
Para fontes de alimentação comutadas, a interferência eletromagnética gerada pelo circuito de comutação é uma das principais fontes de interferência. O circuito de comutação é o núcleo de uma fonte de alimentação chaveada, composto principalmente de tubos de comutação e transformadores de alta-frequência. O dv/dt gerado por ele é um pulso de grande amplitude, ampla faixa de frequência e harmônicos abundantes. A principal razão para esta perturbação do pulso é
1) A carga do tubo da chave é a bobina primária do transformador de alta-frequência, que é uma carga indutiva. No momento em que o tubo interruptor é ligado, uma grande corrente de surto é gerada na bobina primária e uma alta tensão de pico aparece em ambas as extremidades da bobina primária; No momento em que o tubo interruptor é desconectado, devido ao fluxo de fuga da bobina primária, uma parte da energia não é transmitida da bobina primária para a bobina secundária. A energia armazenada no indutor formará uma oscilação de decaimento com pico com a capacitância e resistência no circuito coletor, que será sobreposta à tensão de desligamento para formar um pico de tensão de desligamento. Este tipo de interrupção da tensão da fonte de alimentação gerará a mesma corrente de impulso de magnetização transitória que quando a bobina primária está conectada. Este ruído será conduzido para os terminais de entrada e saída, formando distúrbios condutivos e, em casos graves, poderá quebrar o tubo da chave.
2) O circuito de corrente de comutação de alta-frequência composto pela bobina primária, tubo de comutação e capacitor de filtragem do transformador de pulso pode gerar radiação espacial significativa, formando distúrbios de radiação. Se a capacidade de filtragem do capacitor for insuficiente ou as características de alta-frequência forem ruins, a impedância de alta-frequência no capacitor fará com que a corrente de alta-frequência seja conduzida para a fonte de alimentação CA em modo diferencial, formando distúrbios de condução.
