تجزیه و تحلیل روش های طراحی سازگاری الکترومغناطیسی برای منابع تغذیه سوئیچینگ

تجزیه و تحلیل روش های طراحی سازگاری الکترومغناطیسی برای منابع تغذیه سوئیچینگ

منابع تغذیه سوئیچینگ به دلیل مزایایی مانند اندازه کوچک و ضریب توان بالا در زمینه های ارتباطی، کنترلی، کامپیوتری و سایر زمینه ها کاربرد فراوانی دارند. با این حال، به دلیل ایجاد تداخل الکترومغناطیسی، کاربرد بیشتر آن تا حدی محدود شده است. این مقاله مکانیسم‌های مختلف تداخل الکترومغناطیسی در منابع تغذیه سوئیچینگ را تحلیل می‌کند و بر این اساس، یک روش طراحی سازگاری الکترومغناطیسی برای سوئیچینگ منابع تغذیه پیشنهاد می‌کند.

تجزیه و تحلیل تداخل الکترومغناطیسی در منابع تغذیه سوئیچینگ

ساختار منبع تغذیه سوئیچینگ در شکل 1 نشان داده شده است. ابتدا فرکانس برق AC به DC یکسو می شود، سپس به فرکانس بالا معکوس می شود و در نهایت از طریق یک مدار یکسوسازی و فیلتر برای به دست آوردن ولتاژ DC پایدار، خروجی می شود. طراحی و چیدمان نامعقول مدار، لرزش مکانیکی، زمین ضعیف و غیره همگی می توانند تداخل الکترومغناطیسی داخلی را ایجاد کنند. در عین حال، اندوکتانس نشتی ترانسفورماتور و پیک ناشی از جریان بازیابی معکوس دیود خروجی نیز منابع بالقوه تداخل قوی هستند.

منبع تداخل داخلی

● مدار سوئیچینگ

مدار سوئیچینگ عمدتا از لوله های سوئیچینگ و ترانسفورماتورهای فرکانس بالا تشکیل شده است. بین لوله سوئیچ و هیت سینک آن، پوسته و سرنخ های داخل منبع تغذیه، یک خازن توزیع شده وجود دارد. du/dt تولید شده توسط آن دارای دامنه زیادی از پالس ها، باند فرکانسی گسترده و هارمونیک های غنی است. بار لوله سوئیچ سیم پیچ اولیه یک ترانسفورماتور فرکانس بالا است و یک بار القایی است. هنگامی که کلید رسانای اولیه خاموش می شود، اندوکتانس نشتی ترانسفورماتور فرکانس بالا یک نیروی الکتروموتور برگشتی E{3}} Ldi/dt ایجاد می کند که متناسب با نرخ تغییر جریان کلکتور و اندوکتانس نشتی است. بر روی ولتاژ خاموش کننده قرار می گیرد تا یک پیک ولتاژ خاموش را تشکیل دهد و در نتیجه تداخل رسانا ایجاد کند.

● دیودهای یکسو کننده برای مدارهای یکسو کننده

هنگامی که دیود یکسو کننده خروجی قطع می شود، جریان معکوس وجود دارد و زمان بازیابی به صفر به عواملی مانند ظرفیت اتصال مربوط می شود. تحت تأثیر اندوکتانس نشتی ترانسفورماتور و سایر پارامترهای توزیع، تغییرات قابل توجهی در جریان di/dt ایجاد می کند که منجر به تداخل فرکانس بالا با فرکانس تا ده ها مگاهرتز می شود.

● پارامترهای سرگردان

به دلیل کار در فرکانس های بالاتر، ویژگی های قطعات فرکانس پایین در منابع تغذیه سوئیچینگ ممکن است تغییر کند و در نتیجه نویز ایجاد شود. در فرکانس‌های بالا، پارامترهای سرگردان تأثیر قابل‌توجهی بر ویژگی‌های کانال کوپلینگ دارند و ظرفیت خازن توزیع شده به کانال تداخل الکترومغناطیسی تبدیل می‌شود.

2 منابع تداخل خارجی

منابع تداخل خارجی را می توان به تداخل برق و تداخل صاعقه تقسیم کرد، در حالی که تداخل برق در هر دو حالت "حالت مشترک" و "حالت دیفرانسیل" وجود دارد. در عین حال، به دلیل اتصال مستقیم شبکه برق AC به پل یکسو کننده و مدار فیلتر، تنها زمان پیک ولتاژ ورودی در نیم سیکل جریان ورودی دارد و در نتیجه ضریب توان ورودی بسیار پایین (تقریبا { {0}}.6) منبع تغذیه. علاوه بر این، این جریان حاوی مقادیر زیادی از اجزای هارمونیک است که می تواند باعث "آلودگی" هارمونیک شبکه برق شود.