تولید و سرکوب EMI در منابع تغذیه سوئیچینگ
اشکال برجسته منابع تغذیه حالت سوئیچ، توانایی ایجاد تداخل الکترومغناطیسی قوی (EMI) است. سیگنال های EMI دارای محدوده فرکانسی وسیع و دامنه مشخصی هستند و پس از رسانش و تابش می توانند محیط الکترومغناطیسی را آلوده کرده و باعث ایجاد تداخل در تجهیزات ارتباطی و محصولات الکترونیکی شوند. اگر به درستی مدیریت نشود، منبع تغذیه سوئیچینگ خود به یک منبع تداخل تبدیل می شود. تاثیر تداخل الکترومغناطیسی بر کارایی، عملکرد و استفاده از منابع تغذیه سوئیچینگ به موضوعی داغ تبدیل شده است. این مقاله علل و مسیرهای انتشار تداخل الکترومغناطیسی در منابع تغذیه حالت سوئیچ را تجزیه و تحلیل میکند و اقدامات مؤثری برای سرکوب تداخل پیشنهاد میکند.
نقطه ضعف برجسته منابع تغذیه حالت سوئیچ، توانایی ایجاد تداخل الکترومغناطیسی قوی (EMI) است. سیگنال های EMI دارای محدوده فرکانسی وسیع و دامنه مشخصی هستند و پس از رسانش و تابش می توانند محیط الکترومغناطیسی را آلوده کرده و باعث ایجاد تداخل در تجهیزات ارتباطی و محصولات الکترونیکی شوند. اگر به درستی مدیریت نشود، منبع تغذیه سوئیچینگ خود به یک منبع تداخل تبدیل می شود. تاثیر تداخل الکترومغناطیسی بر کارایی، عملکرد و استفاده از منابع تغذیه سوئیچینگ به موضوعی داغ تبدیل شده است. این مقاله علل و مسیرهای انتشار تداخل الکترومغناطیسی در منابع تغذیه حالت سوئیچ را تجزیه و تحلیل میکند و اقدامات مؤثری برای سرکوب تداخل پیشنهاد میکند.
1. مقدمه
سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) مخفف سازگاری الکترومغناطیسی در زبان انگلیسی است. این شامل دو معنی است: اول، تابش الکترومغناطیسی تولید شده توسط تجهیزات در طول عملیات باید به یک سطح معین محدود شود. دوم، خود تجهیزات باید دارای قابلیت ضد تداخل معینی-و دارای سه عنصر باشد: منبع تداخل، کانال کوپلینگ، و بدنه حساس. منبع تغذیه سوئیچ که برق مدارهای الکترونیکی را تامین می کند در سرکوب تداخل و اطمینان از عملکرد عادی و پایدار سیستم های الکترونیکی اهمیت زیادی دارد. این مقاله اقدامات موثری را برای سرکوب تداخل با تجزیه و تحلیل منابع تداخل و کانالهای جفت در منابع تغذیه حالت سوئیچ پیشنهاد میکند. و روش های طراحی و ساخت سوئیچینگ ترانسفورماتور منبع تغذیه را پیشنهاد کرد.
2. منابع تداخل و کانال های کوپلینگ در منابع تغذیه حالت سوئیچ
منبع تغذیه سوئیچینگ ابتدا برق متناوب را به برق DC تبدیل میکند، که سپس با سوئیچ کردن لولهها کنترل میشود تا فرکانس{0} بالا شود. پس از عبور از مدارهای یکسوسازی و فیلتر، ولتاژ DC پایدار به دست می آید که حاوی مقدار زیادی تداخل هارمونیک است. در همین حال، به دلیل اندوکتانس نشتی ترانسفورماتور و پیک ناشی از جریان بازیابی معکوس دیود خروجی، درجات مختلفی از تداخل الکترومغناطیسی ایجاد خواهد شد. تداخل در منابع تغذیه حالت سوئیچ عمدتاً بر روی قطعاتی با تغییرات ولتاژ و جریان زیاد (مانند dv/dt یا di/dt) متمرکز است، بهویژه لولههای سوئیچ، دیودهای خروجی و ترانسفورماتورهای فرکانس بالا-. در همین حال، خازن سرگردان می تواند نویز را از شبکه برق به منبع تغذیه سیستم الکترونیکی منتقل کند و باعث تداخل در عملکرد مدارهای الکترونیکی شود. در اینجا ما علل چندین تداخل و مسیرهای همراه آنها را تحلیل خواهیم کرد.
2.1 تداخل فیلتر ایجاد شده توسط یکسوسازی خروجی و مدار فیلتر منبع تغذیه سوئیچینگ معمولاً از مدارهای یکسوسازی پل و فیلتر خازن در انتهای خروجی استفاده می کند. به دلیل غیر خطی بودن دیودهای یکسو کننده و اثر ذخیره انرژی خازن های فیلتر، جریان خروجی به یک جریان اوج دوره ای با زمان کوتاه و مقدار پیک بالا تبدیل می شود. این جریان ورودی تحریف شده نه تنها شامل مولفههای بنیادی میشود، بلکه دارای مولفههای هارمونیک مرتبه بالاتر نیز فراوان است.
