Komutācijas barošanas avotu elektromagnētiskās saderības projektēšanas metožu analīze
Komutācijas barošanas avoti tiek plaši izmantoti sakaru, vadības, datoru un citās jomās, pateicoties to priekšrocībām, piemēram, mazam izmēram un lielam jaudas koeficientam. Tomēr elektromagnētisko traucējumu rašanās dēļ tā turpmākā izmantošana zināmā mērā ir ierobežota. Šajā rakstā tiks analizēti dažādi elektromagnētisko traucējumu mehānismi komutācijas barošanas avotos un, pamatojoties uz to, tiks piedāvāta elektromagnētiskās saderības projektēšanas metode komutācijas barošanas blokiem.
Elektromagnētisko traucējumu analīze komutācijas barošanas blokos
Komutācijas barošanas avota struktūra ir parādīta 1. attēlā. Pirmkārt, strāvas frekvence maiņstrāva tiek rektificēta līdzstrāvā, pēc tam invertēta uz augstfrekvenci un visbeidzot izvadīta caur taisnošanas un filtrēšanas ķēdi, lai iegūtu stabilu līdzstrāvas spriegumu. Nepamatots ķēdes dizains un izkārtojums, mehāniskā vibrācija, slikta zemēšana utt. var radīt iekšējus elektromagnētiskus traucējumus. Tajā pašā laikā potenciāli spēcīgu traucējumu avoti ir arī transformatora noplūdes induktivitāte un maksimums, ko izraisa izejas diodes reversās atjaunošanas strāva.
Iekšējo traucējumu avots
● Komutācijas ķēde
Komutācijas ķēde galvenokārt sastāv no komutācijas caurulēm un augstfrekvences transformatoriem. Starp slēdža cauruli un tā siltuma izlietni, apvalku un vadiem strāvas padeves iekšpusē ir sadalīta kapacitāte. Tā ģenerētajam du/dt ir liela impulsu amplitūda, plaša frekvenču josla un bagātīgas harmonikas. Slēdža caurules slodze ir augstfrekvences transformatora primārā spole un ir induktīvā slodze. Kad sākotnēji vadošais slēdzis ir izslēgts, augstfrekvences transformatora noplūdes induktivitāte ģenerē atpakaļgaitas elektromotora spēku E=- Ldi/dt, kas ir proporcionāls kolektora strāvas maiņas ātrumam un noplūdes induktivitātei. Tas tiek uzklāts uz izslēgšanas sprieguma, veidojot izslēgšanas sprieguma maksimumu, tādējādi veidojot vadošus traucējumus.
● Taisngriežu diodes taisngriežu ķēdēm
Kad izejas taisngrieža diode tiek atvienota, rodas apgrieztā strāva, un laiks, kas nepieciešams, lai atgūtu līdz nullei, ir saistīts ar tādiem faktoriem kā krustojuma kapacitāte. Tas radīs būtiskas strāvas izmaiņas di/dt transformatora noplūdes induktivitātes un citu sadales parametru ietekmē, radot spēcīgus augstfrekvences traucējumus ar frekvenci līdz pat desmitiem megahercu.
● Izkliedētie parametri
Pateicoties darbam ar augstākām frekvencēm, komutācijas barošanas bloku zemfrekvences komponentu raksturlielumi var mainīties, kā rezultātā var rasties troksnis. Augstās frekvencēs izkliedētie parametri būtiski ietekmē savienojuma kanāla raksturlielumus, un sadalītā kapacitāte kļūst par elektromagnētisko traucējumu kanālu.
2 Ārējie traucējumu avoti
Ārējos traucējumu avotus var iedalīt strāvas traucējumos un zibens traucējumos, savukārt jaudas traucējumi pastāv gan "kopējā režīma", gan "diferenciālā režīma" režīmos. Tajā pašā laikā maiņstrāvas tīkla tiešā savienojuma ar taisngrieža tiltu un filtra ķēdi dēļ tikai ieejas sprieguma maksimālajam laikam ir ieejas strāva puscikla laikā, kā rezultātā ir ļoti zems ieejas jaudas koeficients (aptuveni { {0}}.6) no barošanas avota. Turklāt šī strāva satur lielu daudzumu harmonisku komponentu, kas var radīt harmonisku "piesārņojumu" elektrotīklā.
