Introdução do Método de Projeto de Compatibilidade Eletromagnética para Fonte de Alimentação Chaveada
Devido às vantagens de tamanho pequeno e alto fator de potência, a fonte de alimentação comutada é amplamente utilizada em comunicação, controle, computador e outros campos. No entanto, devido à interferência eletromagnética, sua aplicação posterior é limitada até certo ponto. Este artigo analisará os vários mecanismos de interferência eletromagnética da fonte de alimentação chaveada e, com base nisso, proporá o método de projeto de compatibilidade eletromagnética da fonte de alimentação chaveada.
Análise de Interferência Eletromagnética de Fonte de Alimentação Chaveada
A estrutura da fonte de alimentação de comutação é mostrada na Figura 1. Primeiro, a frequência de alimentação AC é retificada para DC e, em seguida, convertida em alta frequência e, finalmente, transmitida através do circuito de retificação e filtragem para obter uma tensão DC estável. Projeto e layout de circuito irracionais, vibração mecânica, aterramento ruim, etc. causarão interferência eletromagnética interna. Ao mesmo tempo, a indutância de fuga do transformador e o pico causado pela corrente de recuperação reversa do diodo de saída também são fontes potenciais de interferência forte.
1 Fontes internas de interferência
● circuito de comutação
O circuito de comutação é composto principalmente por um tubo de comutação e um transformador de alta frequência. Há capacitância distribuída entre o tubo do interruptor e seu dissipador de calor, o invólucro e os condutores internos da fonte de alimentação. O du/dt gerado por ele possui pulsos relativamente grandes, ampla banda de frequência e ricos harmônicos. A carga do tubo de comutação é a bobina primária do transformador de alta frequência, que é uma carga indutiva. Quando o tubo do interruptor que foi originalmente ligado é desligado, a indutância de vazamento do transformador de alta frequência gera uma força eletromotriz contrária E=-Ldi/dt, e seu valor é proporcional à taxa de mudança de corrente do coletor e proporcional à indutância de fuga, sobreposta na tensão de corte, um pico de tensão de desligamento é formado, formando assim uma interferência de condução.
● Diodos retificadores para circuitos retificadores
Há uma corrente reversa quando o diodo retificador de saída é cortado e o tempo que ele retorna a zero está relacionado a fatores como a capacitância da junção. Ele produzirá uma grande mudança de corrente di/dt sob a influência da indutância de vazamento do transformador e outros parâmetros de distribuição e gerará forte interferência de alta frequência, a frequência pode atingir dezenas de megahertz.
● Parâmetros espúrios
Devido ao funcionamento em uma frequência mais alta, as características dos componentes de baixa frequência na fonte de alimentação chaveada serão alteradas, resultando em ruído. Em altas frequências, os parâmetros parasitas têm grande influência nas características do canal de acoplamento, e a capacitância distribuída torna-se o canal de interferência eletromagnética.
2 Fontes externas de interferência
As fontes de interferência externa podem ser divididas em interferência de energia e interferência de raio, e a interferência de energia existe em "modo comum" e "modo diferencial". Ao mesmo tempo, como a rede elétrica CA está conectada diretamente à ponte retificadora e ao circuito do filtro, em meio ciclo, apenas o horário de pico da tensão de entrada tem corrente de entrada, resultando em um fator de potência de entrada muito baixo da potência abastecimento (cerca de 0,6). Além disso, esta corrente contém um grande número de componentes harmônicos de corrente, que irão causar "poluição" harmônica na rede.
