Geração e supressão de EMI em fontes de alimentação chaveadas
A desvantagem proeminente das fontes de alimentação comutadas é a capacidade de gerar forte interferência eletromagnética (EMI). Os sinais EMI possuem uma ampla faixa de frequência e uma certa amplitude e, após condução e radiação, podem poluir o ambiente eletromagnético e causar interferência em equipamentos de comunicação e produtos eletrônicos. Se não for manuseada adequadamente, a própria fonte de alimentação chaveada se tornará uma fonte de interferência. O impacto da interferência eletromagnética na eficiência, no desempenho e no uso de fontes de alimentação chaveadas tornou-se um tema de preocupação cada vez mais importante. Este artigo analisa as causas e caminhos de propagação da interferência eletromagnética em fontes de alimentação comutadas e propõe medidas eficazes para suprimir a interferência.
A desvantagem proeminente das fontes de alimentação comutadas é a capacidade de gerar forte interferência eletromagnética (EMI). Os sinais EMI possuem uma ampla faixa de frequência e uma certa amplitude e, após condução e radiação, podem poluir o ambiente eletromagnético e causar interferência em equipamentos de comunicação e produtos eletrônicos. Se não for manuseada adequadamente, a própria fonte de alimentação chaveada se tornará uma fonte de interferência. O impacto da interferência eletromagnética na eficiência, no desempenho e no uso de fontes de alimentação chaveadas tornou-se um tema de preocupação cada vez mais importante. Este artigo analisa as causas e caminhos de propagação da interferência eletromagnética em fontes de alimentação comutadas e propõe medidas eficazes para suprimir a interferência.
1. Introdução
Compatibilidade eletromagnética (EMC) é a abreviatura de compatibilidade eletromagnética em inglês. Inclui dois significados: primeiro, a radiação eletromagnética gerada pelo equipamento durante a operação deve ser limitada a um determinado nível; segundo, o próprio equipamento deve ter uma certa capacidade anti-interferência e deve ter três elementos: fonte de interferência, canal de acoplamento e corpo sensível. A fonte de alimentação chaveada que fornece energia aos circuitos eletrônicos é de grande importância na supressão de interferências e na garantia da operação normal e estável dos sistemas eletrônicos. Este artigo propõe medidas eficazes para suprimir interferências, analisando as fontes de interferência e os canais de acoplamento em fontes de alimentação comutadas. E propôs os métodos de projeto e fabricação de comutação de transformadores de fonte de alimentação.
2. Fontes de interferência e canais de acoplamento em fontes de alimentação comutadas
A troca de fontes de alimentação primeiro retifica a energia CA em energia CC, que é então controlada pela troca de válvulas para se tornar de alta-frequência. Depois de passar pelos circuitos de retificação e filtragem, obtém-se uma tensão CC estável, que 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 vários graus de interferência eletromagnética. A interferência em fontes de alimentação comutadas concentra-se principalmente em componentes com grandes alterações de tensão e corrente (ou seja, dv/dt ou di/dt), especialmente válvulas de comutação, diodos de saída e transformadores de alta-frequência. Enquanto isso, a capacitância parasita pode transmitir ruído da rede elétrica para a fonte de alimentação do sistema eletrônico, causando interferência no funcionamento dos circuitos eletrônicos. Aqui analisaremos as causas de diversas interferências e seus caminhos acoplados.
2.1 A interferência de filtragem gerada pelo circuito de retificação e filtragem de saída da fonte de alimentação chaveada geralmente usa retificação de ponte e circuitos de filtragem de capacitor na extremidade de saída. Devido à não linearidade dos diodos retificadores e ao efeito de armazenamento de energia dos capacitores de filtragem, a corrente de saída torna-se uma corrente de pico periódica com um tempo curto e um valor de pico alto. Essa corrente de entrada distorcida contém não apenas componentes fundamentais, mas também abundantes componentes harmônicos de ordem superior.
