Komutācijas barošanas avota EMI vadības tehnoloģijas analīze
Šajā rakstā ir detalizēti analizēts EMI mehānisms komutācijas barošanas avotā, un ir izvirzītas vairākas EMI slāpēšanas stratēģijas, tādējādi efektīvi uzlabojot komutācijas barošanas avota elektromagnētisko savietojamību.
Komutācijas barošanas avots ir sava veida jaudas elektroniskais produkts, kas izmanto jaudas pusvadītāju ierīces un integrē jaudas pārveidošanas tehnoloģiju, elektronisko elektromagnētisko tehnoloģiju un automātiskās vadības tehnoloģiju. Tā kā tās priekšrocības ir zems enerģijas patēriņš, augsta efektivitāte, mazs tilpums, viegls svars, stabils darbs, drošība un uzticamība, kā arī plašs sprieguma stabilizācijas diapazons, to plaši izmanto datoru, sakaru, elektronisko instrumentu, rūpnieciskās automātiskās vadības, valsts aizsardzība un sadzīves tehnika. Tomēr komutācijas barošanas avotam ir slikta pārejoša reakcija, un tas ir pakļauts elektromagnētiskiem traucējumiem (EMD), un EMI signāls aizņem plašu frekvenču diapazonu un tam ir noteikta amplitūda. Šie EMI signāli piesārņo elektromagnētisko vidi ar vadītspēju un starojumu, kā arī rada traucējumus sakaru iekārtām un elektroniskajiem instrumentiem, tādējādi zināmā mērā ierobežojot komutācijas barošanas avota izmantošanu.
1 komutācijas barošanas avots izraisa elektromagnētiskus traucējumus
Elektromagnētiskie traucējumi (EMI) ir elektroniskās sistēmas vai apakšsistēmas darbības traucējumi, ko izraisa neparedzēti elektromagnētiski traucējumi. Tas sastāv no trim pamatelementiem: traucējumu avota, tas ir, iekārtas, kas ģenerē elektromagnētisko traucējumu enerģiju; Savienojuma kanāls, tas ir, kanāls vai vide elektromagnētisko traucējumu pārraidīšanai; Jutīgas iekārtas, tas ir, ierīces, iekārtas, apakšsistēmas vai sistēmas, kuras ir bojātas elektromagnētisko traucējumu dēļ. Pamatojoties uz to, galvenie elektromagnētisko traucējumu kontroles pasākumi ir: traucējumu avotu slāpēšana, katastrofas ceļa nogriešana, jutīgu iekārtu reakcijas samazināšana uz traucējumiem vai elektromagnētiskās jutības līmeņa paaugstināšana.
Saskaņā ar komutācijas barošanas avota darbības principu ir zināms, ka komutācijas barošanas avots vispirms iztaisno strāvas frekvences maiņstrāvu līdzstrāvā, pēc tam invertē to augstfrekvences maiņstrāvā un, visbeidzot, izvada ar taisnošanu un filtrēšanu, lai iegūtu stabilu līdzstrāvas spriegumu. . Ķēdē jaudas triode un diode galvenokārt darbojas pārslēgšanas stāvoklī un darbojas mikrosekundes secībā; Ieslēdzot un izslēdzot triode un diode, kāpuma un krituma laikā strāva stipri mainās, kas ir viegli ģenerēt radiofrekvences enerģiju un veidot traucējumu avotus. Tajā pašā laikā transformatora noplūdes induktivitāte un maksimums, ko izraisa izejas diodes reversās atjaunošanas strāva, arī veidos potenciālus elektromagnētiskos traucējumus.
Komutācijas barošanas avots parasti darbojas augstā frekvencē, un frekvence ir virs 02 kHz, tāpēc tā sadalīto kapacitāti nevar ignorēt. No vienas puses, izolācijas loksnei starp siltuma izlietni un slēdža caurules kolektoru ir liels kontakta laukums un plāna izolācijas loksne, tāpēc sadalīto kapacitāti starp tām nevar ignorēt augstā frekvencē, un augstfrekvences strāva būs plūsma uz siltuma izlietni caur sadalīto kapacitāti un pēc tam uz šasijas zemējumu, kā rezultātā rodas kopējā režīma traucējumi; No otras puses, starp impulsa transformatora primārajiem posmiem ir sadalīta kapacitāte, kas var tieši savienot primārā tinuma spriegumu ar sekundāro tinumu un radīt kopējā režīma traucējumus abās elektropārvades līnijās ar sekundārā līdzstrāvas izeju. tinumu.
Tāpēc traucējumu avoti komutācijas barošanas blokā galvenokārt ir koncentrēti tādos komponentos kā komutācijas caurules, diodes un augstfrekvences transformatori, kā arī maiņstrāvas ievades un taisnošanas izvades ķēdes.
2 Pasākumi komutācijas barošanas avota elektromagnētisko traucējumu novēršanai
Parasti komutācijas barošanas avota EMI kontrole galvenokārt izmanto filtrēšanas tehnoloģiju, ekranēšanas tehnoloģiju, blīvēšanas tehnoloģiju un zemējuma tehnoloģiju. Saskaņā ar pārraides ceļu EMI traucējumus var iedalīt vadīšanas traucējumos un starojuma traucējumos. Komutācijas barošanas avots galvenokārt rada traucējumus, un tā frekvenču diapazons ir visplašākais, aptuveni 10kHz{1}}MHz. Pretpasākumi vadītu traucējumu novēršanai pamatā tiek risināti trīs frekvenču joslās: 10kHz-150kHz, 150kHz-10MHz un vairāk. Parastie traucējumi galvenokārt ir diapazonā no 10 kHz līdz 150 kHz, ko parasti atrisina vispārējais LC filtrs. Kopējā režīma traucējumi galvenokārt ir diapazonā no 150 kHz-10 MHz, ko parasti novērš, izmantojot parastā režīma noraidīšanas filtru. Pretpasākumi frekvenču joslai virs 10MHz ir uzlabot filtra formu un veikt elektromagnētiskās ekranēšanas pasākumus.
2.1, izmantojot maiņstrāvas ievades EMI filtru.
Parasti ir divi veidi, kā pārraidīt traucējumu strāvu uz vadītāju: kopējais režīms un diferenciālais režīms. Kopējā režīma traucējumi ir traucējumi starp nesējšķidrumu un zemi: traucējumiem ir vienāds lielums un virziens, un tie pastāv starp jebkuru relatīvo barošanas avota zemi vai starp neitrālu līniju un zemi. To galvenokārt ražo du/dt, un di/dt rada arī noteiktus parastā režīma traucējumus. Diferenciālā režīma traucējumi ir traucējumi starp nesējšķidrumiem: traucējumi ir vienādi pēc lieluma un pretēji virzienam, un tie pastāv starp fāzes līniju un barošanas avota neitrālu līniju un fāzes līniju un fāzes līniju. Kad traucējumu strāva tiek pārraidīta uz vadītāju, tā var parādīties gan kopējā režīmā, gan diferenciālajā režīmā. Tomēr parastā režīma traucējumu strāva var traucēt noderīgus signālus tikai pēc tam, kad tā kļūst par diferenciālā režīma traucējumu strāvu.
Maiņstrāvas elektropārvades līnijās pastāv divi iepriekš minētie traucējumu veidi, parasti zemfrekvences diferenciālā režīma traucējumi un augstfrekvences kopējā režīma traucējumi. Kopumā diferenciālā režīma traucējumu amplitūda ir maza, frekvence ir zema un radītie traucējumi ir mazi; Kopējā režīma traucējumiem ir liela amplitūda un augsta frekvence, un tie var arī radīt starojumu caur vadiem, kas rada lielus traucējumus. Ja maiņstrāvas barošanas avota ievades galā tiek izmantots atbilstošs EMI filtrs, elektromagnētiskos traucējumus var efektīvi novērst. Elektrības līnijas EMI filtra pamatprincips ir parādīts 1. attēlā, kurā diferenciālā režīma kondensatori C1 un C2 tiek izmantoti diferenciālā režīma traucējumu strāvas īssavienojumam, savukārt starplīnijas zemējuma kondensatori C3 un C4 tiek izmantoti, lai īssavienojumu. ieslēdziet kopējā režīma traucējumu strāvu. Kopējā režīma droseles spole sastāv no divām vienāda biezuma spolēm un uztīta uz magnētiskā serdeņa vienā virzienā. Ja magnētiskais savienojums starp abām spolēm ir ļoti tuvu, noplūdes induktivitāte būs ļoti maza, kas ir slikta strāvas līnijas frekvenču diapazonā.
Režīma pretestība kļūs ļoti maza; Kad slodzes strāva plūst caur kopējā režīma droseļvārstu, magnētiskā lauka līnijas, ko rada virknē savienotas spoles uz fāzes līnijas, ir pretējas tām, ko rada spoles, kas savienotas virknē neitrālajā līnijā, un tās viena otru atceļ. magnētiskais kodols. Tāpēc pat lielas slodzes strāvas gadījumā magnētiskais kodols nebūs piesātināts. Kopējā režīma traucējumu strāvai abu spoļu radītie magnētiskie lauki ir vienā virzienā, kas radīs lielu induktivitāti, tādējādi spēlējot lomu kopējā režīma traucējumu signāla vājināšanā. Šeit kopējā režīma droseles spolei jābūt izgatavotai no ferīta magnētiskā materiāla ar augstu caurlaidību un labiem frekvences parametriem.
