طراحی سازگاری الکترومغناطیسی منبع تغذیه سوئیچینگ
سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) منبع تغذیه سوئیچینگ به همزیستی دستگاه های الکتریکی مختلف در یک فضا، زمان و محدوده طیف محدود بدون ایجاد تخریب عملکرد اشاره دارد که شامل اختلال الکترومغناطیسی (EMD) و حساسیت الکترومغناطیسی (EMS) می شود. EMD به نویز منتشر شده از محصولات الکتریکی اشاره دارد، در حالی که EMS به توانایی محصولات الکتریکی برای مقاومت در برابر اختلالات الکترومغناطیسی خارجی اشاره دارد. دستگاهی با سازگاری الکترومغناطیسی خوب نباید تحت تأثیر محیط الکترومغناطیسی اطراف قرار گیرد و یا باعث اختلال الکترومغناطیسی شود.
لوله سوئیچ برق در منبع تغذیه سوئیچینگ دارای جهش ولتاژ و جریان زیادی در طول فرآیند روشن و خاموش در فرکانس بالا است، بنابراین اختلال الکترومغناطیسی قوی ایجاد می کند، اما محدوده فرکانس اختلال (< 30MHz) is relatively low. The geometric size of most low-power switching power supplies is much smaller than the corresponding wavelength of 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium), and the electromagnetic disturbance phenomenon studied by switching power supply systems belongs to the range of quasi-stationary field. When studying their electromagnetic disturbance problems, the main consideration is conduction disturbance.
اختلال الکترومغناطیسی
بحث اختلال الکترومغناطیسی به طور کلی از سه جنبه انجام می شود: ویژگی های منبع اختلال، ویژگی های کانال جفت اختلال و ویژگی های جسم آشفته.
1 منبع تغذیه سوئیچینگ در منبع تداخل الکترومغناطیسی اصلی
منبع تداخل الکترومغناطیسی در منبع تغذیه سوئیچینگ عمدتاً شامل دستگاه های سوئیچینگ، دیودها و اجزای غیرخطی غیرخطی است. در منبع تغذیه سوئیچینگ، سیم کشی نامناسب بردهای چاپی نیز عامل اصلی ایجاد اختلالات الکترومغناطیسی است.
اختلال الکترومغناطیسی ناشی از مدار سوئیچینگ
برای منبع تغذیه سوئیچینگ، اختلال الکترومغناطیسی ایجاد شده توسط مدار سوئیچینگ یکی از منابع اختلال اصلی منبع تغذیه سوئیچینگ است. مدار سوئیچینگ هسته منبع تغذیه سوئیچینگ است که عمدتا از لوله سوئیچینگ و ترانسفورماتور فرکانس بالا تشکیل شده است. dv/dt تولید شده توسط آن یک پالس با دامنه بزرگ، باند فرکانسی گسترده و هارمونیک های غنی است. دلایل اصلی این اختلال تکانه هستند
1) بار لوله سوئیچ سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور فرکانس بالا است که یک بار القایی است. در لحظه ای که لوله سوئیچ روشن می شود، سیم پیچ اولیه یک جریان هجومی بزرگ تولید می کند و یک ولتاژ پیک ولتاژ بالا در هر دو انتهای سیم پیچ اولیه ظاهر می شود. در لحظه خاموش شدن لوله سوئیچ، به دلیل شار نشتی سیم پیچ اولیه، بخشی از انرژی از سیم پیچ اولیه به سیم پیچ ثانویه منتقل نمی شود و این قسمت از انرژی ذخیره شده در سلف، یک نوسان میرایی ایجاد می کند. با خوشه هایی با خازن ها و مقاومت ها در مدار کلکتور، و بر روی ولتاژ خاموش قرار می گیرد تا یک سنبله ولتاژ خاموش را تشکیل دهد. این قطع ولتاژ منبع تغذیه، همان جریان مغناطیسی مغناطیسی را ایجاد می کند که سیم پیچ اولیه روشن می شود، و این نویز به پایانه های ورودی و خروجی هدایت می شود و در نتیجه باعث اختلال در هدایت می شود و در بدترین حالت ممکن است خراب شود. لوله سوئیچ
2) حلقه جریان سوئیچینگ فرکانس بالا متشکل از سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور پالس، لوله سوئیچینگ و خازن فیلتر ممکن است تشعشع فضای زیادی ایجاد کند و اختلال تشعشع ایجاد کند. اگر ظرفیت فیلتر خازن کافی نباشد یا ویژگی های فرکانس بالا خوب نباشد، امپدانس فرکانس بالا روی خازن جریان فرکانس بالا را به منبع تغذیه AC در حالت دیفرانسیل هدایت می کند تا اختلال هدایت ایجاد کند.
اختلال الکترومغناطیسی ناشی از مدار یکسو کننده دیود
|di/dt| جریان بازیابی معکوس تولید شده توسط دیود یکسو کننده در مدار اصلی بسیار کوچکتر از دیود چرخ طیار است. به عنوان یک منبع تداخل الکترومغناطیسی، شدت اختلال ناشی از جریان بازیابی معکوس دیود یکسو کننده بزرگ و باند فرکانس گسترده است. جهش ولتاژ تولید شده توسط دیود یکسو کننده بسیار کمتر از ولتاژی است که هنگام روشن و خاموش شدن لوله کلید برق در منبع تغذیه ایجاد می شود. بنابراین، می توان مدار یکسو کننده را به عنوان بخشی از کانال جفت تداخل الکترومغناطیسی بدون توجه به تأثیر |dv/dt| و |di/dt| تولید شده توسط دیودهای یکسو کننده
رابطه بین dv/dt و اندازه بار
Dv/dt که هنگام روشن و خاموش شدن لوله سوئیچ برق تولید می شود، منبع اختلال اصلی منبع تغذیه سوئیچینگ است. تجزیه و تحلیل نظری و آزمایشات نشان می دهد که مقدار |dv/dt| تولید شده توسط خاموش کردن با افزایش بار افزایش می یابد، اما تغییر بار تاثیر کمی بر |dv/dt| روشن شد. زیرا |dv/dt| تولید شده هنگام روشن و خاموش کردن متفاوت است، پالس اختلال تولید شده در خارج نیز متفاوت است.
