Geração e supressão da interferência eletromagnética (EMI) na troca de fontes de alimentação
A fonte de alimentação de comutação primeiro retifica a energia CA em energia CC, que é então controlada por trocar os tubos para se tornarem alta frequência. Finalmente, é emitido por meio de circuitos de retificação e filtragem para obter tensão CC estável. Portanto, contém uma grande quantidade de interferência harmônica. Enquanto isso, devido à indutância de vazamento do transformador e ao pico causado pela corrente de recuperação reversa do diodo de saída, serão gerados graus variados de interferência eletromagnética. A interferência na fonte de alimentação do modo de comutador está concentrada principalmente em componentes com alterações de grande tensão e corrente (ou seja, DV/DT ou DI/DT), especialmente tubos de comutação, diodos de saída e transformadores de alta frequência. Enquanto isso, a capacitância perdida pode transmitir ruído da grade de energia para a fonte de alimentação do sistema eletrônico, causando interferência na operação de circuitos eletrônicos. Aqui, analisaremos as causas de várias interferências e seus caminhos acoplados.
A interferência de filtragem gerada pelo circuito de retificação e filtragem de saída da fonte de alimentação da chave geralmente usa os circuitos de retificação da ponte e filtragem de capacitores na extremidade da saída. Devido à não linearidade dos diodos retificadores e ao efeito de armazenamento de energia dos capacitores de filtragem, a corrente de saída se torna uma corrente de pico periódica com um curto tempo e alto valor de pico. Essa corrente de entrada distorcida contém não apenas componentes fundamentais, mas também componentes harmônicos de ordem superior abundantes.
Interferência gerada pelo Circuito de Switch 2
O núcleo do circuito de comutador também é uma das principais fontes de interferência, que é composta principalmente por tubos de comutação e transformadores de alta frequência. O DV/DT gerado pelo tubo de comutação possui pulsos grandes, uma banda de frequência ampla e harmônicos abundantes. A principal razão para essa interferência de pulso é:
(1) No momento em que o tubo de comutação está ligado, uma grande corrente de surto é gerada na bobina primária do transformador e a tensão de pico de alta sobretensão aparece nas duas extremidades da bobina primária; No momento em que o interruptor é desligado, devido ao fluxo de vazamento da bobina primária, uma porção da energia não é transmitida da bobina primária para a bobina secundária. A energia armazenada na indutância de vazamento formará uma oscilação de decaimento com um pico com a capacitância entre polos e a resistência do próprio tubo de comutação, que será sobreposto na tensão desligada do tubo de comutação, formando uma tensão de pico de desligamento. Esse ruído será transmitido aos terminais de entrada e saída, formando interferência conduzida.
(2) Quando o diodo de saída está conduzindo na direção para a frente, a carga dentro da junção PN é acumulada. Quando o diodo é submetido a uma tensão reversa, a carga acumulada desaparece e uma corrente reversa é gerada. Devido à alta frequência de V no circuito de retificação secundária durante a comutação, o tempo para a transição da condução para o corte é muito curto. Para fazer com que a carga armazenada desapareça em um curto período de tempo, uma onda de corrente reversa é gerada. Devido à presença de capacitância distribuída e indutância distribuída na saída de CC, a interferência causada pelo surto se torna atenuação de alta frequência e redução de oscilação.
(3) O loop de corrente de comutação de alta frequência composto pela bobina primária, tubo de comutação e capacitor de filtragem do transformador de alta frequência pode gerar radiação espacial significativa, formando interferência de radiação.
