اقداماتی برای مهار تداخل الکترومغناطیسی منبع تغذیه سوئیچینگ
معمولاً کنترل EMI منبع تغذیه سوئیچینگ عمدتاً از فناوری فیلتر کردن ، فناوری محافظ ، فناوری آب بندی و فناوری زمین استفاده می کند. تداخل EMI را می توان با توجه به مسیر انتقال به تداخل هدایت و تداخل تشعشعی تقسیم کرد. منبع تغذیه سوئیچینگ عمدتا تداخل را انجام می دهد و محدوده فرکانس آن وسیع ترین است، حدود 10 کیلوهرتز-30مگاهرتز. اقدامات متقابل برای سرکوب تداخل انجام شده اساساً در سه باند فرکانسی حل می شود: 10 کیلوهرتز-150 کیلوهرتز، 150 کیلوهرتز-10 مگاهرتز و بالاتر. تداخل معمولی عمدتاً در محدوده 10 کیلوهرتز تا 150 کیلوهرتز است که به طور کلی با فیلتر LC عمومی حل می شود. تداخل حالت معمولی عمدتاً در محدوده 150 کیلوهرتز{10}} مگاهرتز است که معمولاً با فیلتر رد حالت معمولی حل میشود. اقدامات متقابل برای باند فرکانس بالای 10 مگاهرتز بهبود شکل فیلتر و اتخاذ اقدامات محافظ الکترومغناطیسی است.
1 فیلتر EMI با ورودی AC پذیرفته شده است.
معمولاً دو راه برای انتقال جریان تداخل روی هادی وجود دارد: حالت مشترک و حالت دیفرانسیل. تداخل حالت مشترک تداخل بین سیال حامل و زمین است: تداخل دارای اندازه و جهت یکسانی است و بین هر زمین نسبی منبع تغذیه یا بین خط خنثی و زمین وجود دارد که عمدتاً توسط du/ ایجاد می شود. dt و di/dt نیز تداخل حالت مشترک خاصی ایجاد می کند. تداخل حالت دیفرانسیل تداخل بین سیالات حامل است: تداخل از نظر بزرگی برابر و در جهت مخالف است و بین خط فاز و خط خنثی منبع تغذیه و خط فاز و خط فاز وجود دارد. هنگامی که جریان تداخل بر روی هادی منتقل می شود، می تواند در حالت مشترک و حالت دیفرانسیل ظاهر شود. با این حال، جریان تداخل حالت مشترک تنها پس از تبدیل شدن به جریان تداخل حالت دیفرانسیل می تواند با سیگنال های مفید تداخل ایجاد کند.
دو نوع تداخل فوق در خط انتقال برق AC وجود دارد، معمولا تداخل حالت دیفرانسیل فرکانس پایین و تداخل حالت مشترک با فرکانس بالا. به طور کلی، دامنه تداخل حالت دیفرانسیل کوچک، فرکانس کم، و تداخل ایجاد شده کوچک است. تداخل حالت مشترک دامنه و فرکانس بالایی دارد و همچنین می تواند از طریق سیم ها تشعشع ایجاد کند که تداخل زیادی ایجاد می کند. اگر یک فیلتر EMI مناسب در انتهای ورودی منبع تغذیه AC استفاده شود، تداخل الکترومغناطیسی را می توان به طور موثری سرکوب کرد. اصل اساسی فیلتر EMI خط برق در شکل 1 نشان داده شده است، که در آن از خازن های حالت دیفرانسیل C1 و C2 برای اتصال کوتاه جریان تداخل حالت دیفرانسیل استفاده می شود، در حالی که خازن های اتصال زمین C3 و C4 میانی برای اتصال کوتاه استفاده می شوند. جریان تداخل حالت مشترک را مدار کنید. سیم پیچ چوک حالت معمولی از دو سیم پیچ با ضخامت مساوی تشکیل شده است و روی یک هسته مغناطیسی در یک جهت پیچیده می شود. اگر جفت مغناطیسی بین دو سیم پیچ بسیار نزدیک باشد، اندوکتانس نشتی بسیار کوچک خواهد بود که در محدوده فرکانس خط برق ضعیف است.
راکتانس حالت بسیار کوچک خواهد شد. هنگامی که جریان بار از طریق چوک حالت معمولی عبور می کند، خطوط میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط سیم پیچ های متصل به صورت سری در خط فاز مخالف خطوط تولید شده توسط سیم پیچ های متصل به صورت سری در خط خنثی هستند و آنها یکدیگر را در خط خنثی خنثی می کنند. هسته مغناطیسی بنابراین، حتی در مورد جریان بار زیاد، هسته مغناطیسی اشباع نخواهد شد. برای جریان تداخل حالت مشترک، میدانهای مغناطیسی ایجاد شده توسط دو سیمپیچ در یک جهت هستند که یک اندوکتانس بزرگ ارائه میدهند، بنابراین در تضعیف سیگنال تداخل حالت مشترک نقش دارند. در اینجا، سیم پیچ چوک حالت معمولی باید از مواد مغناطیسی فریت با نفوذپذیری بالا و ویژگی های فرکانس خوب ساخته شود.
2 استفاده از مدار جذب برای بهبود شکل موج سوئیچینگ
در هنگام روشن و خاموش کردن لوله سوئیچ یا دیود، اندوکتانس نشتی ترانسفورماتور، اندوکتانس خط، ظرفیت ذخیره سازی دیود و ظرفیت توزیع شده وجود دارد که به راحتی می توان پیک ولتاژ را روی کلکتور، امیتر و دیود لوله سوئیچ تولید کرد. . معمولاً مدار جذب RC/RCD و مدار جذب ولتاژ نوسان RCD اتخاذ می شود.
هنگامی که ولتاژ در مدار جذب از دامنه معینی فراتر می رود، هر دستگاه به سرعت روشن می شود، بنابراین انرژی موج آزاد می شود و ولتاژ موج به دامنه خاصی محدود می شود. یک سیم پیچ هسته مغناطیسی قابل اشباع یا مهره های مغناطیسی ریز کریستالی به صورت سری روی کلکتور لوله سوئیچ و سرب مثبت دیود خروجی متصل می شوند و ماده به طور کلی کبالت (Co) است. هنگامی که جریان عادی عبور می کند، هسته مغناطیسی اشباع شده و اندوکتانس بسیار کوچک است. هنگامی که جریان در جهت معکوس جریان می یابد، یک EMF عقب عالی تولید می کند که می تواند به طور موثری جریان موج معکوس دیود VD را سرکوب کند.
3 با استفاده از فن آوری مدولاسیون فرکانس سوئیچینگ
فن آوری کنترل فرکانس بر این واقعیت استوار است که انرژی تداخل سوئیچینگ عمدتاً در یک فرکانس خاص متمرکز شده و دارای یک پیک طیف بزرگ است. اگر بتوان این انرژیها را در یک باند فرکانسی وسیعتر پراکنده کرد، میتوان به هدف کاهش مقدار پیک طیف تداخل دست یافت. معمولاً دو روش پردازش وجود دارد: روش فرکانس تصادفی و روش فرکانس مدولاسیون.
روش فرکانس تصادفی اضافه کردن یک جزء اختلال تصادفی به بازه سوئیچینگ مدار است، به طوری که انرژی تداخل سوئیچینگ در یک باند فرکانسی مشخص پراکنده شود. این تحقیق نشان می دهد که طیف تداخل سوئیچینگ از تداخل پالس پیک گسسته به تداخل توزیع شده پیوسته تغییر کرده است و مقدار پیک آن به شدت کاهش یافته است.
روش فرکانس مدولاسیون عبارت است از افزودن موج مدولاسیون انسانی (نویز سفید) به موج دندانهارهای، تشکیل باند جانبی در اطراف باند فرکانس گسسته که تداخل ایجاد میکند، و مدوله کردن باند فرکانس گسسته تداخل به یک باند فرکانس توزیعشده. به این ترتیب انرژی تداخل به این باندهای فرکانسی توزیع پراکنده می شود. در شرایط عدم تأثیرگذاری بر ویژگی های کاری مبدل، این روش کنترل می تواند به خوبی تداخل را هنگام روشن و خاموش کردن سرکوب کند.
4 فناوری سوئیچینگ نرم پذیرفته شده است.
یکی از تداخلات منبع تغذیه سوئیچینگ ناشی از du/dt زمانی است که لوله سوئیچ برق روشن/خاموش است. بنابراین، کاهش du/dt لوله سوئیچ برق یک اقدام مهم برای سرکوب تداخل منبع تغذیه سوئیچینگ است. فناوری سوئیچینگ نرم می تواند دو/dt لوله سوئیچ روشن/خاموش را کاهش دهد.
اگر یک عنصر تشدید کوچک مانند اندوکتانس و خازن به مدار روشن و خاموش اضافه شود، یک شبکه کمکی تشکیل می شود. فرآیند رزونانس قبل و بعد از فرآیند سوئیچینگ القا می شود، به طوری که قبل از روشن شدن کلید، ولتاژ به صفر می رسد، بنابراین می توان پدیده همپوشانی ولتاژ و جریان در فرآیند کلیدزنی را حذف کرد و تلفات و تداخل سوئیچینگ را می توان حذف کرد. کاهش یا حتی حذف شود. به این مدار مدار سوئیچینگ نرم می گویند.
