Medidas para restringir a interferência eletromagnética da fonte de alimentação comutada
Normalmente, o controle EMI da fonte de alimentação chaveada adota principalmente tecnologia de filtragem, tecnologia de blindagem, tecnologia de vedação e tecnologia de aterramento. A interferência EMI pode ser dividida em interferência de condução e interferência de radiação de acordo com a rota de transmissão. A fonte de alimentação chaveada conduz principalmente interferência e sua faixa de frequência é a mais ampla, cerca de 10kHz-30MHz. As contramedidas para suprimir interferências conduzidas são basicamente resolvidas em três bandas de frequência: 10kHz-150kHz, 150kHz-10MHz e superiores. A interferência normal está principalmente na faixa de 10kHz a 150kHz, que geralmente é resolvida pelo filtro LC geral. A interferência de modo comum está principalmente na faixa de 150kHz-10 MHz, que geralmente é resolvida por filtro de rejeição de modo comum. As contramedidas para a banda de frequência acima de 10 MHz são melhorar o formato do filtro e tomar medidas de blindagem eletromagnética.
1 filtro EMI com entrada AC é adotado.
Normalmente, existem duas maneiras de transmitir corrente de interferência no condutor: modo comum e modo diferencial. A interferência de modo comum é a interferência entre o fluido transportador e a terra: a interferência tem a mesma magnitude e direção e existe entre qualquer terra relativa da fonte de alimentação ou entre a linha neutra e a terra, que é gerada principalmente por du/ dt e di/dt também produzem certa interferência de modo comum. A interferência de modo diferencial é a interferência entre fluidos transportadores: a interferência é igual em magnitude e oposta em direção, e existe entre a linha de fase e a linha neutra da fonte de alimentação e a linha de fase e a linha de fase. Quando a corrente de interferência é transmitida no condutor, ela pode aparecer tanto no modo comum quanto no modo diferencial. No entanto, a corrente de interferência de modo comum só pode interferir em sinais úteis depois de se tornar uma corrente de interferência de modo diferencial.
Existem os dois tipos de interferência acima na linha de transmissão de energia CA, geralmente interferência de modo diferencial de baixa frequência e interferência de modo comum de alta frequência. Em geral, a amplitude da interferência do modo diferencial é pequena, a frequência é baixa e a interferência causada é pequena; A interferência de modo comum possui grande amplitude e alta frequência, podendo também produzir radiação através dos fios, o que causa grande interferência. Se um filtro EMI apropriado for usado na extremidade de entrada da fonte de alimentação CA, a interferência eletromagnética poderá ser efetivamente suprimida. O princípio básico do filtro EMI da linha de energia é mostrado na Figura 1, na qual os capacitores de modo diferencial C1 e C2 são usados para curto-circuitar a corrente de interferência do modo diferencial, enquanto os capacitores de aterramento da linha intermediária C3 e C4 são usados para curto-circuitar. circuito a corrente de interferência de modo comum. A bobina de estrangulamento de modo comum é composta por duas bobinas de igual espessura e enroladas em um núcleo magnético na mesma direção. Se o acoplamento magnético entre as duas bobinas estiver muito próximo, a indutância de fuga será muito pequena, o que é ruim na faixa de frequência da linha de energia.
A reatância modal se tornará muito pequena; Quando a corrente de carga flui através do indutor de modo comum, as linhas de campo magnético geradas pelas bobinas conectadas em série na linha de fase são opostas àquelas geradas pelas bobinas conectadas em série na linha neutra e se cancelam no núcleo magnético. Portanto, mesmo no caso de grande corrente de carga, o núcleo magnético não ficará saturado. Para a corrente de interferência de modo comum, os campos magnéticos gerados pelas duas bobinas estão na mesma direção, o que apresentará uma grande indutância, desempenhando assim um papel na atenuação do sinal de interferência de modo comum. Aqui, a bobina de estrangulamento de modo comum deve ser feita de material magnético de ferrite com alta permeabilidade e boas características de frequência.
2 Usando circuito de absorção para melhorar a forma de onda de comutação
Durante a ativação e desativação do tubo ou diodo da chave, há indutância de vazamento do transformador, indutância de linha, capacitância de armazenamento de diodo e capacitância distribuída, que são fáceis de gerar tensão de pico no coletor, emissor e diodo do tubo da chave . Normalmente, são adotados circuito de absorção RC/RCD e circuito de absorção de tensão de surto RCD.
Quando a tensão no circuito de absorção excede uma certa amplitude, cada dispositivo é rapidamente ligado, liberando assim a energia do surto e limitando a tensão do surto a uma certa amplitude. Uma bobina de núcleo magnético saturável ou esferas magnéticas microcristalinas são conectadas em série no coletor do tubo de comutação e no terminal positivo do diodo de saída, e o material é geralmente cobalto (Co). Quando a corrente normal passa, o núcleo magnético fica saturado e a indutância é muito pequena. Uma vez que a corrente flui na direção reversa, ela produzirá uma grande fem reversa, que pode efetivamente suprimir a corrente de surto reversa do diodo VD.
3 usando tecnologia de modulação de frequência de comutação
A tecnologia de controle de frequência baseia-se no fato de que a energia da interferência de comutação está concentrada principalmente em uma frequência específica e possui um pico de amplo espectro. Se estas energias puderem ser dispersas numa banda de frequência mais ampla, o objectivo de reduzir o valor de pico do espectro de interferência pode ser alcançado. Geralmente existem dois métodos de processamento: método de frequência aleatória e método de frequência de modulação.
O método de frequência aleatória consiste em adicionar um componente de perturbação aleatória ao intervalo de comutação do circuito, de modo que a energia de interferência de comutação seja dispersa em uma determinada banda de frequência. A pesquisa mostra que o espectro de interferência de comutação mudou de interferência de pulso de pico discreto para interferência distribuída contínua, e seu valor de pico caiu bastante.
O método de frequência de modulação consiste em adicionar onda de modulação humana (ruído branco) à onda dente de serra, formar uma banda lateral em torno da banda de frequência discreta que produz interferência e modular a banda de frequência discreta de interferência em uma banda de frequência distribuída. Desta forma, a energia de interferência é dispersa para estas bandas de frequência de distribuição. Sob a condição de não afetar as características de funcionamento do conversor, este método de controle pode suprimir a interferência ao ligar e desligar.
4 A tecnologia de comutação suave é adotada.
Uma das interferências na comutação da fonte de alimentação vem do du/dt quando o tubo do interruptor de alimentação está ligado/desligado. Portanto, reduzir o du/dt do tubo do interruptor de alimentação é uma medida importante para suprimir a interferência da fonte de alimentação comutada. A tecnologia de comutação suave pode reduzir o du/dt do tubo de comutação liga/desliga.
Se um pequeno elemento ressonante, como indutância e capacitância, for adicionado ao circuito liga-desliga, uma rede auxiliar será formada. O processo de ressonância é induzido antes e depois do processo de comutação, de modo que a tensão caia para zero antes de a chave ser ligada, de modo que o fenômeno de sobreposição de tensão e corrente no processo de comutação possa ser eliminado, e a perda e interferência de comutação possam ser reduzido ou mesmo eliminado. Este circuito é chamado de circuito de comutação suave.
