Analisis mengenai teknologi kawalan EMI bagi bekalan kuasa pensuisan
Dalam makalah ini, mekanisme EMI dalam pensuisan bekalan kuasa dianalisis secara terperinci, dan satu siri strategi penindasan EMI dikemukakan, dengan itu secara berkesan meningkatkan keserasian elektromagnet bagi bekalan kuasa pensuisan.
Bekalan kuasa pensuisan ialah sejenis produk elektronik kuasa yang menggunakan peranti semikonduktor kuasa dan menyepadukan teknologi penukaran kuasa, teknologi elektromagnet elektronik dan teknologi kawalan automatik. Kerana kelebihan penggunaan kuasa yang rendah, kecekapan tinggi, volum kecil, ringan, kerja yang stabil, keselamatan dan kebolehpercayaan, dan julat penstabilan voltan yang luas, ia digunakan secara meluas dalam bidang komputer, komunikasi, instrumen elektronik, kawalan automatik industri, pertahanan negara dan perkakas rumah. Walau bagaimanapun, bekalan kuasa pensuisan mempunyai tindak balas sementara yang lemah dan terdedah kepada gangguan elektromagnet (EMD), dan isyarat EMI menduduki julat frekuensi yang luas dan mempunyai amplitud tertentu. Isyarat EMI ini mencemarkan persekitaran elektromagnet melalui pengaliran dan sinaran, dan menyebabkan gangguan kepada peralatan komunikasi dan instrumen elektronik, sekali gus mengehadkan penggunaan bekalan kuasa pensuisan sedikit sebanyak.
1 bekalan kuasa pensuisan menyebabkan gangguan elektromagnet
Gangguan elektromagnet (EMI) ialah sejenis kerosakan prestasi sistem atau subsistem elektronik yang disebabkan oleh gangguan elektromagnet yang tidak dijangka. Ia terdiri daripada tiga elemen asas: sumber gangguan, iaitu peralatan yang menjana tenaga gangguan elektromagnet; Saluran gandingan, iaitu saluran atau medium untuk menghantar gangguan elektromagnet; Peralatan sensitif, iaitu peranti, peralatan, subsistem atau sistem yang rosak akibat gangguan elektromagnet. Berdasarkan ini, langkah-langkah asas untuk mengawal gangguan elektromagnet ialah: menyekat sumber gangguan, memotong laluan bencana, mengurangkan tindak balas peralatan sensitif terhadap gangguan atau meningkatkan tahap kepekaan elektromagnet.
Mengikut prinsip kerja bekalan kuasa pensuisan, diketahui bahawa bekalan kuasa pensuisan mula-mula membetulkan arus ulang-alik frekuensi kuasa menjadi arus terus, kemudian menyongsangkannya menjadi arus ulang-alik frekuensi tinggi, dan akhirnya mengeluarkannya melalui pembetulan dan penapisan untuk mendapatkan voltan arus terus yang stabil . Dalam litar, triod kuasa dan diod terutamanya berfungsi dalam keadaan pensuisan, dan berfungsi dalam susunan mikrosaat; Apabila triod dan diod dihidupkan dan dimatikan, arus berubah dengan banyak semasa masa naik dan turun, yang mudah menjana tenaga frekuensi radio dan membentuk sumber gangguan. Pada masa yang sama, kearuhan kebocoran pengubah dan puncak yang disebabkan oleh arus pemulihan terbalik diod keluaran juga akan membentuk potensi gangguan elektromagnet.
Bekalan kuasa pensuisan biasanya berfungsi pada frekuensi tinggi, dan frekuensi melebihi 02 kHz, jadi kapasitansi teragihnya tidak boleh diabaikan. Di satu pihak, lembaran penebat antara sink haba dan pengumpul tiub suis mempunyai kawasan sentuhan yang besar dan lembaran penebat nipis, jadi kapasitansi teragih di antara mereka tidak boleh diabaikan pada frekuensi tinggi, dan arus frekuensi tinggi akan mengalir ke sink haba melalui kapasitans teragih dan kemudian ke tanah casis, mengakibatkan gangguan mod biasa; Sebaliknya, terdapat kapasitans teragih di antara peringkat utama pengubah nadi, yang boleh secara langsung menggabungkan voltan belitan primer ke belitan sekunder dan menghasilkan gangguan mod biasa pada dua talian kuasa dengan output DC sekunder. penggulungan.
Oleh itu, sumber gangguan dalam bekalan kuasa pensuisan terutamanya tertumpu pada komponen seperti tiub pensuisan, diod dan pengubah frekuensi tinggi, serta litar keluaran input dan pembetulan AC.
2 Langkah-langkah untuk menyekat gangguan elektromagnet bekalan kuasa pensuisan
Biasanya, kawalan EMI untuk menukar bekalan kuasa terutamanya menggunakan teknologi penapisan, teknologi perisai, teknologi pengedap dan teknologi pembumian. Gangguan EMI boleh dibahagikan kepada gangguan pengaliran dan gangguan sinaran mengikut laluan penghantaran. Penukaran bekalan kuasa terutamanya menjalankan gangguan dan julat frekuensinya adalah yang paling luas, kira-kira 10kHz-30MHz. Langkah balas untuk menyekat gangguan yang dijalankan pada asasnya diselesaikan dalam tiga jalur frekuensi: 10kHz-150kHz, 150kHz-10MHz dan ke atas. Gangguan biasa adalah terutamanya dalam julat 10kHz hingga 150kHz, yang biasanya diselesaikan oleh penapis LC am. Gangguan mod biasa adalah terutamanya dalam julat 150kHz-10 MHz, yang biasanya diselesaikan oleh penapis penolakan mod biasa. Tindakan balas untuk jalur frekuensi di atas 10MHz adalah untuk memperbaiki bentuk penapis dan mengambil langkah perisai elektromagnet.
2.1 menggunakan penapis EMI input AC.
Biasanya, terdapat dua cara untuk menghantar arus gangguan pada konduktor: mod biasa dan mod pembezaan. Gangguan mod biasa ialah gangguan antara bendalir pembawa dan bumi: gangguan mempunyai magnitud dan arah yang sama, dan wujud di antara mana-mana bumi relatif bekalan kuasa atau antara garis neutral dan bumi. Ia dihasilkan terutamanya oleh du/dt, dan di/dt juga menghasilkan gangguan mod biasa tertentu. Gangguan mod pembezaan ialah gangguan antara cecair pembawa: gangguan adalah sama dalam magnitud dan bertentangan arah, dan wujud di antara garisan fasa dan garis neutral bekalan kuasa dan garisan fasa dan garisan fasa. Apabila arus gangguan dihantar pada konduktor, ia boleh muncul dalam kedua-dua mod biasa dan mod pembezaan. Walau bagaimanapun, arus gangguan mod biasa hanya boleh mengganggu isyarat berguna selepas ia menjadi arus gangguan mod pembezaan.
Terdapat dua jenis gangguan di atas dalam talian penghantaran kuasa AC, biasanya gangguan mod pembezaan frekuensi rendah dan gangguan mod biasa frekuensi tinggi. Secara amnya, amplitud gangguan mod pembezaan adalah kecil, frekuensinya rendah, dan gangguan yang disebabkan adalah kecil; Gangguan mod biasa mempunyai amplitud yang besar dan frekuensi tinggi, dan ia juga boleh menghasilkan sinaran melalui wayar, yang menyebabkan gangguan yang besar. Jika penapis EMI yang sesuai digunakan pada hujung input bekalan kuasa AC, gangguan elektromagnet boleh ditindas dengan berkesan. Prinsip asas penapis EMI talian kuasa ditunjukkan dalam Rajah 1, di mana kapasitor mod pembezaan C1 dan C2 digunakan untuk litar pintas arus gangguan mod pembezaan, manakala kapasitor pembumian talian perantaraan C3 dan C4 digunakan untuk pintasan. litar arus gangguan mod biasa. Gegelung pencekik mod biasa terdiri daripada dua gegelung dengan ketebalan yang sama dan dililit pada teras magnet dalam arah yang sama. Jika gandingan magnet antara dua gegelung adalah sangat rapat, kearuhan kebocoran akan menjadi sangat kecil, yang lemah dalam julat frekuensi talian kuasa.
Reaktans mod akan menjadi sangat kecil; Apabila arus beban mengalir melalui pencekik mod biasa, garisan medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung yang disambung secara bersiri pada garisan fasa adalah bertentangan dengan yang dihasilkan oleh gegelung yang disambung secara bersiri pada garis neutral, dan ia membatalkan satu sama lain dalam teras magnet. Oleh itu, walaupun dalam kes arus beban yang besar, teras magnet tidak akan tepu. Untuk arus gangguan mod biasa, medan magnet yang dihasilkan oleh kedua-dua gegelung berada dalam arah yang sama, yang akan memberikan kearuhan yang besar, dengan itu memainkan peranan dalam melemahkan isyarat gangguan mod biasa. Di sini, gegelung pencekik mod biasa hendaklah diperbuat daripada bahan magnet ferit dengan kebolehtelapan yang tinggi dan ciri frekuensi yang baik.
