Fonti e soluzioni di interferenza per la commutazione degli adattatori di alimentazione

I vantaggi degli adattatori di alimentazione di commutazione sono di piccole dimensioni e un'elevata efficienza di conversione, ma poiché funziona in uno stato di commutazione ad alta frequenza, genererà componenti armonici ad alta frequenza e questi componenti armonici si irraderanno a circuiti e spazi esterni attraverso circuiti e spazi, interferendo con il normale funzionamento di altri dispositivi elettronici.

 

Ci sono due aspetti principali dell'interferenza:

1. L'impatto dei segnali di interferenza ad alta frequenza generati dallo stesso adattatore di alimentazione al comando di altri dispositivi elettronici;

2. La capacità dell'adattatore di potenza di commutazione stesso di resistere alle interferenze dai segnali di interferenza esterna e assicurarsi il suo normale funzionamento, cioè anti-interferenza. Un adattatore di potenza di commutazione con una buona interferenza e prestazioni anti-interferenza avrà una migliore stabilità di lavoro.

 

Secondo la forma di interferenza, l'interferenza dell'adattatore di potenza di commutazione può essere divisa in interferenza di radiazione elettromagnetica (EMI) e interferenza a radiofrequenza (RFI). Ci sono molti fattori che causano fonti di interferenza nell'adattatore di potenza di commutazione. Di seguito sono riportate diverse fonti principali di interferenza.

 

1. Interferenza generata dal tubo di alimentazione quando si trova nello stato di lavoro di commutazione.

Il tubo dell'interruttore di alimentazione nell'adattatore di alimentazione di commutazione funziona nello stato di commutazione e genererà una grande tensione dell'impulso e corrente di impulso durante il lavoro. Because the pulse current and pulse voltage contain rich high-order harmonic components, and because the leakage inductance of the switching transformer and the recovery characteristics of the rectifier diode when the power switch tube is turned on will form current oscillation, and the surge voltage generated on the rectifier diode, and the surge voltage generated by the leakage inductance of the transformer when the power switch tube is turned off, these are all noise sources dell'adattatore di alimentazione di commutazione.

 

2. Interferenza causata dalle caratteristiche di recupero del diodo.

Quando il diodo esegue una rettifica ad alta frequenza, a causa della capacità di giunzione del diodo, la carica immagazzinata nella corrente in avanti non può scomparire immediatamente quando viene applicata la tensione inversa, che costituirà la corrente inerente del diode. Questo periodo di tempo è chiamato tempo di recupero inverso. Al momento, a causa della grande tensione inversa applicata al diodo, produrrà grandi perdite e costituirà una grande fonte di interferenza.

 

Se la velocità di variazione di corrente DI/DT del diodo è grande quando la corrente inversa si riprende, verrà generata una grande tensione di picco a causa dell'induttanza, che è il rumore di recupero del diodo. Quando DI/DT è grande, si chiama Recupero duro e quando DI/DT è piccolo, si chiama recupero morbido. Il recupero morbido può essere ottenuto attraverso circuiti di assorbimento o tecnologia di commutazione risonante. Il recupero morbido è di grande vantaggio nel migliorare l'affidabilità di lavoro dell'adattatore di alimentazione di commutazione e sulla riduzione delle interferenze. Poiché i diodi Schottky non hanno alcun effetto di accumulo del vettore, il rumore di recupero è molto piccolo.

3. Interferenza generata da avvolgimenti di trasformatore ad alta frequenza.

La corrente negli avvolgimenti del trasformatore ad alta frequenza forma un flusso magnetico, la maggior parte dei quali attraversa il nucleo magnetico ad alta permeabilità, ma una piccola parte del flusso magnetico si irradia attraverso il divario di avvolgimento, diventando il cosiddetto flusso di perdita, che formerà interferenza elettromagnetica.

 

4. Interferenza generata dal circuito del filtro del raddrizzatore.

L'estremità di ingresso CA dell'adattatore di alimentazione di commutazione è collegata al circuito del filtro del raddrizzatore. L'angolo di conduzione del diodo del raddrizzatore è molto piccolo, il che rende molto grande il valore di picco della corrente del raddrizzatore. Questa corrente del raddrizzatore del diodo a forma di impulso causerà anche interferenze.

 

Interferenza e soluzione di adattatore di alimentazione commutazione

 

Secondo i fattori che generano compatibilità elettromagnetica, la risoluzione della compatibilità elettromagnetica dell'adattatore di alimentazione di commutazione può iniziare da tre aspetti:

1) Ridurre il segnale di interferenza generato dalla sorgente di interferenza

2) Taglia il percorso di propagazione del segnale di interferenza

3) Migliora la capacità anti-interferenza del corpo interferito

 

Per l'interferenza esterna generata dall'adattatore di alimentazione di commutazione, come corrente armonica della linea di alimentazione, interferenza di conduzione della linea di alimentazione, interferenza di radiazioni del campo elettromagnetico, ecc., Possono essere risolte solo riducendo l'interferenza. Da un lato, la progettazione del circuito del filtro di ingresso/uscita può essere migliorata, è possibile migliorare le prestazioni del circuito di compensazione del fattore di alimentazione attivo (APFC), è possibile adottare la tensione e la velocità di variazione di corrente del tubo e del raddrizzatore e del diodo a ruota libera e si possono adottare vari strutture di topologia del circuito di interruttore morbido; D'altra parte, l'effetto di schermatura dell'involucro può essere rafforzato, la perdita di gap dell'involucro può essere migliorata e è possibile eseguire un buon trattamento di messa a terra.

 

Per la capacità esterna anti-interferenza, come Surge e Lightning Strike, la capacità di protezione dei fulmini di input CA e le porte di uscita DC dovrebbe essere ottimizzata. Per un fulmine, è possibile utilizzare una combinazione di varistore di ossido di zinco e tubo di scarico del gas per risolverlo. Per la scarica elettrostatica, è possibile utilizzare il tubo TVS e la corrispondente protezione a terra, è possibile aumentare la distanza tra il circuito di segnale piccolo e l'involucro o possono essere selezionati dispositivi con interferenza antiastina per risolverlo. Per ridurre l'interferenza interna dell'adattatore di potenza, dovremmo iniziare dai seguenti aspetti: prestare attenzione alla messa a terra a punto singolo dei circuiti digitali e dei circuiti analogici, e alla messa a terra a punto singolo di circuiti ad alta corrente e circuiti a bassa corrente, in particolare circuiti di campionamento di corrente e tensione, per ridurre i circuiti di campionamento di tensione; prestare attenzione alla spaziatura tra linee adiacenti e proprietà del segnale quando il cablaggio per evitare il crosstalk; ridurre l'impedenza della linea di terra; Ridurre l'area circondata da linee ad alta tensione e ad alta corrente, in particolare il lato primario del trasformatore e il tubo dell'interruttore, circuito di condensatore del filtro dell'alimentazione; Ridurre l'area circondata dal circuito del raddrizzatore di uscita e dal circuito del diodo a ruota libera e dal circuito del filtro CC; ridurre l'induttanza di perdita del trasformatore e la capacità distribuita del condensatore del filtro; Utilizzare condensatori a filtro con alta frequenza di risonanza, ecc.

 

In termini di percorsi di trasmissione, aumenta adeguatamente TUS con elevata capacità anti-interferenza e condensatori ad alta frequenza, perle di ferrite e altri componenti per migliorare la capacità anti-interferenza di piccoli circuiti di segnale; I piccoli circuiti di segnale vicini all'involucro devono essere adeguatamente isolati e resistere alla tensione (trattati; Il dissipatore di calore del dispositivo di alimentazione e dello strato di schermatura elettromagnetica del trasformatore principale dovrebbero essere correttamente messi a terra; La vasta area messa a terra tra le unità di controllo dovrebbe essere protetta da una piastra di terra; Sul rack raddrizzatore, dovrebbe essere considerato l'accoppiamento elettromagnetico tra i rettificatori e il layout di terra dell'intera macchina per migliorare la stabilità del funzionamento interno dell'adattatore di alimentazione.

 

Abbiamo stabilito il nostro laboratorio di compatibilità elettromagnetica e ci siamo impegnati nella ricerca della compatibilità elettromagnetica nella fase iniziale dello sviluppo degli adattatori di alimentazione. Attraverso la progettazione professionale del filtro di input e dell'uscita di potenza e la progettazione della protezione dei fulmini, nonché la sicurezza di tutta la macchina, il design antistatico del circuito di interfaccia digitale e il design del gruppo di impulsi transitori antifast, la progettazione elettromagnetica dell'intera struttura della macchina è giusta, in modo che l'ambiente elettromagnetico sia buono, l'operazione è stabile e l'affidabilità è migliorata. L'ampio intervallo di tensione di ingresso CA consente all'adattatore di alimentazione di commutazione di funzionare normalmente dopo l'interferenza della caduta di tensione, la tensione transitoria e l'interruzione della tensione a breve termine dell'intera macchina.