Thiết kế tương thích điện từ cho nguồn điện chuyển mạch
Khả năng tương thích điện từ của nguồn cung cấp năng lượng ở chế độ chuyển đổi đề cập đến sự cùng tồn tại của các thiết bị điện khác nhau trong một không gian, thời gian và phổ tần số giới hạn mà không làm giảm hiệu suất. Nó bao gồm hai khía cạnh: nhiễu điện từ (EMD) và độ nhạy điện từ (EMS). EMD đề cập đến tiếng ồn bên ngoài do các sản phẩm điện phát ra, trong khi EMS đề cập đến khả năng của các sản phẩm điện chống lại nhiễu điện từ bên ngoài. Một thiết bị có hiệu suất tương thích điện từ tốt sẽ không bị ảnh hưởng bởi môi trường điện từ xung quanh cũng như không gây nhiễu điện từ cho môi trường xung quanh.
Transistor chuyển mạch nguồn trong bộ nguồn chuyển mạch tạo ra các bước nhảy điện áp và dòng điện đáng kể trong quá trình bật/tắt ở tần số cao, dẫn đến nhiễu điện từ mạnh, nhưng dải tần của nhiễu (<30MHz) is relatively low. The geometric dimensions of most low-power switching power supplies are much smaller than the wavelength corresponding to a 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium). The electromagnetic interference phenomena studied in switching power supply systems belong to the range of quasi steady fields. When studying their electromagnetic interference problems, the main consideration is conducted interference.
2 Quấy rối điện từ
Cuộc thảo luận về nhiễu điện từ thường được tiến hành từ ba khía cạnh: đặc điểm của nguồn nhiễu, đặc điểm kênh ghép của nhiễu và đặc điểm của vật thể bị nhiễu.
2.1 Các nguồn gây nhiễu điện từ chính trong nguồn điện ở chế độ chuyển mạch
Các nguồn nhiễu điện từ trong nguồn điện ở chế độ chuyển mạch chủ yếu bao gồm các thiết bị chuyển mạch, điốt và các thành phần thụ động phi tuyến; Đấu dây của bảng mạch in không đúng cách cũng là nguyên nhân chính gây nhiễu điện từ trong các bộ cấp nguồn ở chế độ chuyển mạch.
2.1.1 Nhiễu điện từ do mạch chuyển mạch tạo ra
Đối với nguồn điện chuyển mạch, nhiễu điện từ do mạch chuyển mạch tạo ra là một trong những nguồn gây nhiễu chính. Mạch chuyển mạch là cốt lõi của nguồn điện chuyển mạch, chủ yếu bao gồm các ống chuyển mạch và máy biến áp tần số cao-. DV/dt do nó tạo ra là một xung có biên độ lớn, dải tần số rộng và nhiều sóng hài. Nguyên nhân chính của sự rối loạn xung này là
1) Tải của ống công tắc là cuộn sơ cấp của máy biến áp tần số cao{1}}, là tải cảm ứng. Tại thời điểm bật ống công tắc, một dòng điện đột biến lớn được tạo ra trong cuộn sơ cấp và điện áp cực đại tăng cao xuất hiện ở cả hai đầu của cuộn sơ cấp; Tại thời điểm ống công tắc bị ngắt, do từ thông rò rỉ của cuộn sơ cấp nên một phần năng lượng không được truyền từ cuộn sơ cấp sang cuộn thứ cấp. Năng lượng tích trữ trong cuộn cảm sẽ hình thành dao động phân rã có đỉnh có điện dung và điện trở trong mạch thu, sẽ chồng lên điện áp tắt để tạo thành đỉnh điện áp tắt. Kiểu gián đoạn điện áp nguồn này sẽ tạo ra dòng điện xung từ hóa nhất thời giống như khi cuộn sơ cấp được nối. Tiếng ồn này sẽ truyền đến các cực đầu vào và đầu ra, tạo thành nhiễu loạn dẫn điện, trường hợp nghiêm trọng có thể làm hỏng ống công tắc.
2) Vòng dòng chuyển đổi tần số cao- bao gồm cuộn sơ cấp, ống chuyển mạch và tụ lọc của máy biến áp xung có thể tạo ra bức xạ không gian đáng kể, hình thành nhiễu loạn bức xạ. Nếu công suất lọc của tụ điện không đủ hoặc đặc tính tần số-cao kém thì trở kháng tần số-cao trên tụ điện sẽ khiến dòng điện-tần số cao dẫn đến nguồn điện xoay chiều ở chế độ vi sai, tạo thành nhiễu loạn dẫn điện.
