ویژگی های منابع تغذیه سوئیچینگ ارتباطی

ویژگی های منابع تغذیه سوئیچینگ ارتباطی

با توسعه فناوری های الکترونیکی مدرن و دستگاه های برق، منابع تغذیه سوئیچینگ به دلیل اندازه کوچک، وزن سبک، عملکرد بالا و قابلیت اطمینان بالا، به ویژه در سیستم های کنترل شده با برنامه، به طور گسترده ای در سیستم های ارتباطی، کنترل خودکار، لوازم خانگی و سایر زمینه ها استفاده می شود. سوئیچینگ، انتقال داده های نوری، ایستگاه های پایه بی سیم، سیستم های تلویزیون کابلی و شبکه های IP قدرت اصلی برای عملکرد عادی تجهیزات فناوری اطلاعات هستند. با این حال، منبع تغذیه سوئیچینگ ارتباطی معمولاً از فناوری مدولاسیون عرض پالس (PWM) استفاده می‌کند و دستگاه‌های سوئیچینگ آن در حالت روشن و خاموش با فرکانس بالا کار می‌کنند. از آنجایی که فرآیند گذرا با فرکانس بالا خود منبع تداخل الکترومغناطیسی است، سیگنال تداخل الکترومغناطیسی (EMI) که تولید می کند دارای محدوده فرکانس وسیع و دامنه مشخصی است. محیط الکترومغناطیسی را از طریق رسانش و تشعشع آلوده می کند و باعث تداخل تجهیزات ارتباطی و محصولات الکترونیکی می شود. علاوه بر این، منبع تغذیه سوئیچینگ ارتباطی باید دارای توانایی قوی برای مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی باشد، به ویژه برای برخورد صاعقه، نوسانات، ولتاژ شبکه، میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی، موج الکترومغناطیسی، تخلیه الکترواستاتیک، قطار پالس، افت ولتاژ، میدان الکترومغناطیسی فرکانس رادیویی. مصونیت هدایت، تشعشع مواردی مانند مصونیت، انتشار هدایت شده و انتشار تشعشعی باید الزامات استانداردهای EMC مربوطه را برآورده کنند.

در چین، در دهه های 1980 و 1990، به منظور تقویت کنترل آلودگی الکترومغناطیسی فعلی داخلی، برخی استانداردهای مطابق با استانداردهای بین المللی مانند استانداردهای CISPR و IEC801 تدوین شدند. از زمانی که گواهینامه اجباری چین (ChinaCompulsoryCertification)-K در 1 اوت 2003 اجرا شد، "تب EMC" راه اندازی شده است. تحقیق و کنترل تداخل الکترومغناطیسی در فاصله نزدیک توجه بیشتر و بیشتر محققان الکترونیک را به خود جلب کرده است. کانونی جدید در زمینه تحقیقات. این مقاله به طور سیستماتیک فناوری سرکوب مربوط به مکانیسم تولید تداخل الکتریکی منبع تغذیه سوئیچینگ ارتباطی را مورد بحث قرار می‌دهد.

1 ویژگی های منبع تغذیه سوئیچینگ ارتباطی و مکانیسم تداخل الکترومغناطیسی

1.1 ویژگی های اساسی منبع تغذیه سوئیچینگ

چهار ویژگی اساسی منبع تغذیه سوئیچینگ وجود دارد:

①مکان نسبتاً واضح است. تمرکز اصلی بر روی دستگاه های سوئیچینگ برق، دیودها، رادیاتورها و ترانسفورماتورهای فرکانس بالا متصل به آنها.

②دستگاه تبدیل انرژی در حالت سوئیچینگ کار می کند. از آنجایی که منبع تغذیه سوئیچینگ یک دستگاه تبدیل انرژی است که در حالت سوئیچینگ کار می کند، نرخ تغییر ولتاژ و جریان آن بسیار بالا است و شدت تداخل ایجاد شده نسبتاً زیاد است.

③ سیم کشی برد مدار چاپی برق (PCB) معمولاً به صورت دستی مرتب می شود. این ترتیب آن را بسیار تصادفی می کند، که دشواری استخراج پارامترهای توزیع PCB و پیش بینی و ارزیابی تداخل میدان نزدیک را افزایش می دهد.

④ فرکانس سوئیچینگ بزرگ است و از ده ها هزار هرتز تا چندین مگاهرتز متغیر است. اشکال اصلی تداخل تداخل هدایت و تداخل میدان نزدیک است.

1.2 مکانیسم تداخل الکترومغناطیسی

1.2.1 تداخل الکترومغناطیسی ایجاد شده توسط مدارهای سوئیچینگ
مدار سوئیچینگ هسته منبع تغذیه سوئیچینگ است. این عمدتا از یک لوله سوئیچینگ و یک ترانسفورماتور فرکانس بالا تشکیل شده است. dv/dt تولید شده توسط آن یک پالس با دامنه نسبتاً زیاد، باند فرکانسی وسیع و هارمونیک های غنی است. دو دلیل اصلی برای این تداخل پالس وجود دارد: از یک طرف، بار لوله سوئیچ سیم پیچ اولیه یک 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 ایجاد می کند و یک ولتاژ پیک ولتاژ بالا در هر دو انتهای سیم پیچ اولیه ظاهر می شود. هنگامی که لوله سوئیچ خاموش می شود، به دلیل شار نشتی سیم پیچ اولیه، بخشی از انرژی اگر انتقالی از سیم پیچ اولیه به سیم پیچ ثانویه وجود نداشته باشد، این بخش از انرژی ذخیره شده در سلف یک تضعیف کننده ایجاد می کند. نوسان با یک سنبله با ظرفیت خازنی و مقاومت در مدار کلکتور، که روی ولتاژ خاموش قرار می گیرد تا یک سنبله ولتاژ خاموش را تشکیل دهد. این قطع ولتاژ منبع تغذیه همان جریان هجومی مغناطیسی گذرا را ایجاد می کند که سیم پیچ اولیه روشن می شود و این نویز به پایانه های ورودی و خروجی هدایت می شود تا تداخل هدایت شده ایجاد کند. از طرف دیگر، حلقه جریان سوئیچینگ فرکانس بالا که توسط سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور پالس، لوله سوئیچینگ و خازن فیلتر تشکیل می شود، ممکن است تشعشعات فضایی زیادی ایجاد کند و تداخل تشعشع را ایجاد کند.

1.2.2 تداخل ناشی از زمان بازیابی معکوس دیود هنگامی که دیود یکسو کننده در مدار یکسوسازی فرکانس بالا هدایت به جلو باشد، جریان رو به جلو زیادی از آن عبور می کند. هنگامی که بایاس معکوس می شود و به حالت قطع تبدیل می شود، به دلیل وجود حامل های بیشتر تجمع می یابد، بنابراین جریان برای مدتی قبل از ناپدید شدن حامل ها در جهت مخالف جریان می یابد و در نتیجه باعث کاهش شدید در بازیابی معکوس می شود. جریان ناپدید شدن حامل و تغییر جریان بزرگ