Phân tích các phương pháp thiết kế tương thích điện từ cho nguồn điện chuyển mạch

Phân tích các phương pháp thiết kế tương thích điện từ cho nguồn điện chuyển mạch

Bộ nguồn chuyển mạch được sử dụng rộng rãi trong truyền thông, điều khiển, máy tính và các lĩnh vực khác do ưu điểm của chúng như kích thước nhỏ và hệ số công suất cao. Tuy nhiên, do tạo ra nhiễu điện từ nên ứng dụng tiếp theo của nó bị hạn chế ở một mức độ nào đó. Bài viết này sẽ phân tích các cơ chế khác nhau của nhiễu điện từ trong việc chuyển đổi nguồn điện, từ đó đề xuất phương pháp thiết kế tương thích điện từ cho các nguồn điện chuyển mạch.

Phân tích nhiễu điện từ trong nguồn điện chuyển mạch

Cấu trúc của nguồn điện chuyển mạch được thể hiện trong Hình 1. Đầu tiên, tần số nguồn AC được chỉnh lưu thành DC, sau đó được đảo ngược thành tần số cao và cuối cùng xuất ra thông qua mạch chỉnh lưu và lọc để có được điện áp DC ổn định. Thiết kế và bố trí mạch không hợp lý, rung cơ học, nối đất kém, v.v. đều có thể hình thành nhiễu điện từ bên trong. Đồng thời, độ tự cảm rò rỉ của máy biến áp và đỉnh gây ra bởi dòng hồi phục ngược của diode đầu ra cũng là những nguồn gây nhiễu mạnh.

Nguồn nhiễu nội bộ

● Mạch chuyển mạch

Mạch chuyển mạch chủ yếu bao gồm các ống chuyển mạch và máy biến áp tần số cao. Có một điện dung phân bố giữa ống công tắc và tản nhiệt của nó, vỏ và các dây dẫn bên trong nguồn điện. Du/dt do nó tạo ra có biên độ xung lớn, dải tần rộng và sóng hài phong phú. Tải ống công tắc là cuộn sơ cấp của máy biến áp tần số cao và là tải cảm ứng. Khi công tắc dẫn điện ban đầu bị tắt, độ tự cảm rò rỉ của máy biến áp tần số cao sẽ tạo ra lực điện động ngược E=- Ldi/dt, tỷ lệ thuận với tốc độ thay đổi dòng điện của bộ thu và độ tự cảm rò rỉ. Nó được đặt chồng lên điện áp tắt để tạo thành đỉnh điện áp tắt, từ đó hình thành nhiễu dẫn điện.

● Điốt chỉnh lưu cho mạch chỉnh lưu

Khi diode chỉnh lưu đầu ra bị cắt, sẽ có dòng điện ngược và thời gian cần thiết để phục hồi về 0 có liên quan đến các yếu tố như điện dung tiếp giáp. Nó sẽ tạo ra những thay đổi đáng kể về dòng điện di/dt dưới tác động của độ tự cảm rò rỉ của máy biến áp và các thông số phân phối khác, dẫn đến nhiễu tần số cao mạnh, với tần số lên tới hàng chục megahertz.

● Thông số lạc

Do làm việc ở tần số cao hơn, đặc tính của các thành phần tần số thấp trong bộ nguồn chuyển mạch có thể thay đổi, dẫn đến nhiễu. Ở tần số cao, các tham số tản lạc có tác động đáng kể đến đặc tính của kênh ghép và điện dung phân tán trở thành kênh gây nhiễu điện từ.

2 Nguồn nhiễu bên ngoài

Các nguồn nhiễu bên ngoài có thể được chia thành nhiễu điện và nhiễu sét, trong khi nhiễu điện tồn tại ở cả chế độ "chế độ chung" và "chế độ vi sai". Đồng thời, do nối trực tiếp lưới điện xoay chiều với cầu chỉnh lưu và mạch lọc nên chỉ có thời gian đỉnh điện áp đầu vào có dòng điện đầu vào trong vòng nửa chu kỳ nên hệ số công suất đầu vào rất thấp (khoảng { {0}}.6) của nguồn điện. Hơn nữa, dòng điện này chứa một lượng lớn các thành phần sóng hài, có thể gây “ô nhiễm” sóng hài cho lưới điện.