Analisis Metode Desain Kompatibilitas Elektromagnetik untuk Switching Power Supply
Karena keunggulan ukuran kecil dan faktor daya tinggi, catu daya switching banyak digunakan dalam komunikasi, kontrol, komputer, dan bidang lainnya. Namun, karena interferensi elektromagnetik, aplikasi lebih lanjut terbatas sampai batas tertentu. Makalah ini akan menganalisis berbagai mekanisme interferensi elektromagnetik dari catu daya switching, dan atas dasar itu, mengusulkan metode desain kompatibilitas elektromagnetik dari catu daya switching.
Analisis Interferensi Elektromagnetik Switching Power Supply
Struktur catu daya switching ditunjukkan pada Gambar 1. Pertama, AC frekuensi daya diperbaiki ke DC, dan kemudian diubah menjadi frekuensi tinggi, dan akhirnya dikeluarkan melalui rangkaian perbaikan dan penyaringan untuk mendapatkan tegangan DC yang stabil. Desain dan tata letak sirkuit yang tidak wajar, getaran mekanis, landasan yang buruk, dll. akan menyebabkan interferensi elektromagnetik internal. Pada saat yang sama, kebocoran induktansi transformator dan puncak yang disebabkan oleh arus pemulihan balik dari dioda keluaran juga merupakan sumber interferensi yang kuat.
1 Sumber interferensi internal
● beralih sirkuit
Sirkuit sakelar terutama terdiri dari tabung sakelar dan transformator frekuensi tinggi. Ada kapasitansi terdistribusi antara tabung sakelar dan unit pendinginnya, casing, dan kabel internal catu daya. Du/dt yang dihasilkan olehnya memiliki pulsa yang relatif besar, pita frekuensi yang lebar, dan harmonik yang kaya. Beban tabung switching adalah kumparan utama dari transformator frekuensi tinggi, yang merupakan beban induktif. Ketika tabung sakelar yang awalnya dihidupkan dimatikan, induktansi kebocoran transformator frekuensi tinggi menghasilkan gaya gerak listrik lawan E=-Ldi/dt, dan nilainya sebanding dengan laju perubahan arus kolektor dan sebanding dengan induktansi bocor, ditumpangkan pada tegangan mati Pada tegangan putus, puncak tegangan mati terbentuk, sehingga membentuk interferensi konduksi.
● Dioda penyearah untuk rangkaian penyearah
Ada arus balik ketika dioda penyearah keluaran terputus, dan waktu kembali ke nol terkait dengan faktor-faktor seperti kapasitansi persimpangan. Ini akan menghasilkan perubahan arus besar di/dt di bawah pengaruh induktansi kebocoran transformator dan parameter distribusi lainnya, dan menghasilkan interferensi frekuensi tinggi yang kuat, frekuensinya dapat mencapai puluhan megahertz.
● Parameter palsu
Karena bekerja pada frekuensi yang lebih tinggi, karakteristik komponen frekuensi rendah pada catu daya switching akan berubah, mengakibatkan kebisingan. Pada frekuensi tinggi, parameter nyasar memiliki pengaruh besar pada karakteristik saluran kopling, dan kapasitansi terdistribusi menjadi saluran interferensi elektromagnetik.
2 Sumber interferensi eksternal
Sumber gangguan eksternal dapat dibagi menjadi gangguan daya dan gangguan petir, dan gangguan daya ada dalam "mode umum" dan "mode diferensial". Pada saat yang sama, karena jaringan listrik AC terhubung langsung ke jembatan penyearah dan rangkaian filter, dalam setengah siklus, hanya waktu puncak tegangan input yang memiliki arus input, menghasilkan faktor daya input daya yang sangat rendah. persediaan (sekitar 0.6). Selain itu, arus ini mengandung sejumlah besar komponen harmonik arus, yang akan menyebabkan "polusi" harmonik ke jaringan.
Desain EMC untuk Switching Power Supply
Ada tiga kondisi yang diperlukan untuk interferensi elektromagnetik: sumber interferensi, media transmisi, dan peralatan sensitif. Tujuan dari desain EMC adalah untuk menghancurkan salah satu dari ketiga kondisi tersebut. Untuk ini, metode utama yang diadopsi adalah: pengukuran sirkuit, penyaringan EMI, pelindung, desain anti-interferensi papan sirkuit tercetak, dll.
1 Teknologi soft switching untuk mengurangi switching loss dan switching noise
Soft switching adalah teknologi switching canggih berdasarkan teknologi resonansi atau menggunakan teknologi kontrol dalam kondisi tegangan/arus nol yang dikembangkan berdasarkan hard switching.
Metode realisasi soft switching adalah: menambahkan induktor kecil, kapasitor, dan komponen resonansi lainnya di sirkuit asli, memperkenalkan resonansi sebelum dan sesudah proses switching, dan menghilangkan tumpang tindih tegangan dan arus. Gambar 2 menunjukkan unit switching dasar yang menggunakan teknologi soft switching.
Gunakan perisai untuk menekan interferensi terpancar dan terinduksi
Spektrum interferensi catu daya switching terkonsentrasi pada pita frekuensi di bawah 30MHz, dan diameter r<λ 2π="" is="" mainly="" an="" electromagnetic="" field="" of="" near-field="" nature,="" and="" it="" is="" a="" low-impedance="" field.="" materials="" with="" good="" electrical="" conductivity="" can="" be="" used="" to="" shield="" the="" electric="" field,="" while="" materials="" with="" high="" magnetic="" permeability="" can="" be="" used="" to="" shield="" the="" magnetic="" field.="" in="" addition,="" effective="" shielding="" measures="" should="" be="" taken="" for="" transformers,="" inductors,="" power="" devices,="" etc.="" the="" ventilation="" holes="" on="" the="" shielding="" shell="" are="" preferably="" circular,="" and="" the="" number="" of="" holes="" can="" be="" many="" if="" ventilation="" conditions="" are="" satisfied,="" and="" the="" size="" of="" each="" hole="" should="" be="" as="" small="" as="" possible.="" the="" seams="" are="" to="" be="" welded="" to="" ensure="" electromagnetic="" continuity.="" filtering="" measures="" should="" be="" taken="" at="" the="" lead-in="" and="" lead-out="" lines="" of="" the="" shielded="" enclosure.="" for="" electric="" field="" shielding,="" the="" shielding="" case="" must="" be="" grounded.="" for="" magnetic="" field="" shielding,="" the="" shielded="" case="" does="" not="" need="" to="" be="">
