Interferência e supressão de fonte de alimentação chaveada
A interferência gerada pela própria fonte de alimentação chaveada coloca diretamente em risco o funcionamento normal dos dispositivos eletrônicos. Suprimir o ruído eletromagnético da própria fonte de alimentação chaveada é um tópico importante no desenvolvimento e projeto de fontes de alimentação chaveadas. Este artigo apresenta brevemente o mecanismo de geração e propagação de interferência eletromagnética em fontes de alimentação comutadas e resume vários métodos principais para suprimir a geração e propagação de interferência eletromagnética em fontes de alimentação comutadas.
A fonte de alimentação chaveada, como dispositivo de alimentação para dispositivos eletrônicos, tem as vantagens de tamanho pequeno, peso leve e alta eficiência, e tem sido amplamente utilizada em circuitos digitais. No entanto, devido ao seu estado de comutação de alta frequência, é uma forte fonte de interferência, e a interferência por ele gerada coloca diretamente em risco o funcionamento normal de dispositivos eletrônicos. Portanto, suprimir o ruído eletromagnético da própria fonte de alimentação chaveada e melhorar sua imunidade à interferência eletromagnética para garantir a operação segura e confiável de dispositivos eletrônicos a longo prazo é um tópico importante no desenvolvimento e projeto de fontes de alimentação chaveadas.
Geração de interferência na fonte de alimentação chaveada
A interferência de fontes chaveadas é geralmente dividida em duas categorias: em primeiro lugar, a interferência formada por componentes internos das fontes chaveadas; A segunda é a interferência causada por fatores externos na fonte de alimentação chaveada. Ambos envolvem fatores humanos e naturais.
Interferência interna de comutação da fonte de alimentação
O EMI gerado pela comutação de fontes de alimentação é causado principalmente pela interferência de corrente harmônica de alta ordem gerada pelo retificador básico e pela interferência de tensão de pico gerada pelo circuito de conversão de energia.
Retificador básico
O processo de retificação de um retificador básico é a causa mais comum de EMI. Isso ocorre porque a onda senoidal CA de frequência de potência não é mais uma corrente de frequência única após a retificação, mas se torna um componente CC e uma série de componentes harmônicos com frequências diferentes. Harmônicos (especialmente harmônicos de ordem superior) gerarão interferência de condução e interferência de radiação ao longo da linha de transmissão, causando distorção da corrente frontal. Por um lado, causará distorção da forma de onda da corrente conectada à linha de alimentação frontal e, por outro lado, gerará interferência de radiofrequência através da linha de alimentação.
Circuito de conversão de energia
O circuito de conversão de energia é o núcleo da fonte de alimentação regulada por switch, que produz uma ampla largura de banda e harmônicos ricos. Os principais componentes que geram esta interferência de pulso são
1) Existe uma capacitância distribuída entre o tubo da chave e seu dissipador de calor, o invólucro e os condutores dentro da fonte de alimentação. Quando o tubo de comutação flui através de uma grande corrente de pulso (geralmente uma onda retangular), a forma de onda contém muitos componentes de alta frequência; Ao mesmo tempo, os parâmetros do dispositivo usados para desligar a fonte de alimentação, como o tempo de armazenamento do transistor de potência do comutador, a grande corrente do estágio de saída e o tempo de recuperação reversa do diodo retificador do comutador, podem causar um instantâneo curto-circuito no circuito, gerando uma grande corrente de curto-circuito. Além disso, a carga do tubo interruptor é um transformador de alta frequência ou indutor de armazenamento de energia. No momento da condução do tubo de comutação, há uma grande corrente de irrupção no primário do transformador, causando pico de ruído.
2) O transformador em uma fonte de alimentação de comutação de transformador de alta frequência é usado para isolamento e transformação de tensão, mas devido à indutância de vazamento, ruído de indução eletromagnética pode ser gerado; Ao mesmo tempo, sob condições de alta frequência, a capacitância distribuída entre as camadas do transformador transmitirá ruído harmônico de alta ordem do lado primário para o lado secundário, enquanto a capacitância distribuída do transformador para o invólucro forma outra alta - caminho de frequência, tornando mais fácil para o campo eletromagnético gerado ao redor do transformador se acoplar e formar ruído em outros condutores.
3) Quando o diodo retificador lateral secundário do diodo retificador é usado para retificação de alta frequência, devido ao fator de tempo de recuperação reversa, a carga acumulada na corrente direta não pode ser eliminada imediatamente quando a tensão reversa é aplicada (devido ao presença de portadores e fluxo de corrente). Uma vez que a inclinação da recuperação da corrente reversa é muito grande, a indutância que flui através da bobina gera uma tensão de pico, que irá gerar forte interferência de alta frequência sob a influência da indutância de fuga do transformador e outros parâmetros de distribuição, com uma frequência de até dezenas de MHz.
4) Capacitores, indutores e fontes de alimentação comutadas por fio podem causar alterações nas características dos componentes de baixa frequência devido à sua operação em frequências mais altas, resultando em ruído.
