Zdroje a riešenia rušenia pre prepínanie napájacích adaptérov

Výhody prepínajúcich napájacích adaptérov sú malá veľkosť a vysoká účinnosť konverzie, ale pretože funguje vo vysokofrekvenčnom stave prepínania, bude generovať vysokofrekvenčné harmonické komponenty a tieto harmonické komponenty budú vyžarovať na vonkajšie obvody a medzery prostredníctvom obvodov a priestorov, ktoré narúšajú normálnu činnosť iných elektronických zariadení.

 

Existujú dva hlavné aspekty rušenia:

1. Vplyv vysokofrekvenčných interferenčných signálov generovaných samotným prepínaním napájacieho adaptéra na normálnu prevádzku iných elektronických zariadení;

2. Schopnosť samotného prepínajúceho napájacieho adaptéra odolávať interferencii z externých interferenčných signálov a zabezpečiť jeho normálnu prevádzku, tj anti-interferenciu. Prepínací napájací adaptér s dobrým rušením a výkonom anti-interferencie bude mať lepšiu pracovnú stabilitu.

 

Podľa formy interferencie sa interferencia prepínajúceho napájacieho adaptéra môže rozdeliť na interferenciu elektromagnetického žiarenia (EMI) a vysokofrekvenčné interferencie (RFI). Existuje mnoho faktorov, ktoré spôsobujú zdroje interferencie v adaptéri prepínacieho napájača. Nasleduje niekoľko hlavných zdrojov rušenia.

 

1. Interference generované trubicou vypínača napájania, keď je v pracovnom stave prepínania.

Trubička napájacieho spínača v prepínaní napájacieho adaptéra funguje v spínacích stavoch a pri práci bude generovať veľké impulzné napätie a prúdy impulzov. Pretože impulzný prúd a impulzné napätie obsahujú bohaté harmonické komponenty vysokého poriadku, a pretože úniková indukčnosť spínacieho transformátora a charakteristiky regenerácie usmerňovacej diódy, keď je zapnutá elektrická spínač, vytvoria osciláciu prúdu a prepätie napätia prepínacie adaptér.

 

2. Interference spôsobené charakteristikami regenerácie diódy.

Keď dióda vykonáva vysokofrekvenčnú rektifikáciu, v dôsledku spojovacej kapacity diódy, náboj uložený v prednom prúde nemôže okamžite zmiznúť, keď sa použije spätné napätie, čo bude tvoriť prirodzený reverzný prúd diódy. Toto časové obdobie sa nazýva spätný čas zotavenia. V tejto chvíli, v dôsledku veľkého reverzného napätia aplikovaného na diódu, spôsobí veľké straty a vytvorí veľký zdroj rušenia.

 

Ak je rýchlosť zmeny prúdu Di/DT diódy veľká, keď sa spätný prúd obnoví, bude sa generovať veľké špičkové napätie v dôsledku indukčnosti, čo je šum regenerácie diódy. Keď je Di/DT veľký, nazýva sa tvrdé zotavenie a keď je DI/DT malý, nazýva sa mäkké zotavenie. Mäkké obnovenie je možné dosiahnuť pomocou absorpčných obvodov alebo technológie rezonančnej prepínania. Mäkké obnovenie je veľmi prínosom pre zlepšenie pracovnej spoľahlivosti adaptéra napájacieho zdroja a zníženie rušenia. Pretože Schottky diódy nemajú žiadny účinok na akumuláciu nosiča, hluk zotavovania je veľmi malý.

3. Interferencia generovaná vysokofrekvenčnými vinutiami transformátora.

Prúd vo vysokofrekvenčných vinutiach transformátora tvorí magnetický tok, z ktorých väčšina prechádza cez magnetické jadro s vysokým priepustnosťou, ale malá časť magnetického toku vyžaruje vinutia medzerou a stáva sa tzv.

 

4. Interference generované obvodom filtra usmerňovača.

Vstupný koniec adaptéra napájacieho zdroja prepínača je pripojený k obvodu filtra usmerňovača. Uhol vodivosti diódy usmerňovača je veľmi malý, vďaka čomu je najvyššia hodnota prúdu usmerňovača veľmi veľká. Tento prúd usmerňovača diódového usmerňovania v tvare impulzu tiež spôsobí rušenie.

 

Rušenie a riešenie prepínania adaptéra napájania

 

Podľa faktorov, ktoré generujú elektromagnetickú kompatibilitu, môže riešenie elektromagnetickej kompatibility adaptéra prepínania napájacieho zdroja začať z troch aspektov:

1) Znížte interferenčný signál generovaný zdrojom interferencie

2) Odrežte dráhu šírenia interferenčného signálu

3) Zvýšte anti-interferenčnú schopnosť interferovaného tela

 

Pre externé rušenie generované adaptérom napájacieho zdroja, ako je harmonický prúd elektrického vedenia, interferencia vedenia elektrického vedenia, interferencia elektromagnetického poľa atď., Je možné vyriešiť iba znížením interferencie. Na jednej strane je možné vylepšiť konštrukciu obvodu vstupného/výstupného filtra, môže sa vylepšiť výkon aktívneho kompenzácie účinného faktora (APFC), môže sa znížiť rýchlosť zmeny napätia a prúdovej zmeny spínačov a usmerňovacej diódy a môžu byť prijaté rôzne štruktúry topológie mäkkého spínača a metódy riadenia; Na druhej strane je možné posilniť tieniaci účinok puzdra, môže sa zlepšiť únik medzery a môže sa vykonať dobré uzemnenie.

 

Pre externú anti-interferenčnú schopnosť, ako je napríklad náraz a blesky, mala by sa optimalizovať schopnosť ochrany blesku a striedavého vstupu a výstupných portov DC a DC. Pri blesku sa môže na jeho vyriešenie použiť kombinácia varistora oxidu zinočnatého a vypúšťania plynu. Na elektrostatický výboj je možné použiť trubicu TVS a zodpovedajúcu ochranu uzemnenia, je možné zvýšiť vzdialenosť medzi malým signálnym obvodom a puzdrom alebo na jej vyriešenie je možné zvoliť zariadenia s antistatickým interferenciou. Aby sme znížili vnútorné rušenie napájacieho adaptéra, mali by sme začať z nasledujúcich aspektov: venovať pozornosť jednovrstvovým uzemnením digitálnych obvodov a analógových obvodov a jednostrannej uzemneniu vysokohorových obvodov a nízko-prúdovým obvodom, najmä obvodov prúdu a odberu prúdu, aby sa znížilo bežné interferencie vplyvu podzemných slučiek a zníženie dopadu; Pri zapojení venujte pozornosť rozstupu medzi susednými čiarami a vlastnosťami signálu, aby ste sa vyhli Crosstalk; znížiť impedanciu základného potrubia; Znížte plochu obklopenú vysokými napätím a vysokými prúdovými čiarami, najmä primárnou stranou transformátora a spínačom trubice, obvodu kondenzátora napájacieho napájacieho zdroja; Znížte plochu obklopenú obvodom výstupného usmerňovania a obvodom voľného okrúhleho diódy a obvodom filtra DC; Znížte netesnosť indukčnosti transformátora a distribuovanú kapacitu filtračného kondenzátora; Používajte filtračné kondenzátory s vysokou rezonančnou frekvenciou atď.

 

Pokiaľ ide o prenosové dráhy, primerane zvyšujte TUS s vysokou anti-interferenčnou schopnosťou a vysokofrekvenčnými kondenzátormi, feritovými guľôčkami a inými komponentmi na zlepšenie anti-interferenčnej schopnosti malých signálnych obvodov; Malé signálne obvody v blízkosti puzdra by mali byť správne izolované a odolávajú napätiu; Teplo napájacieho zariadenia a elektromagnetická tienenie vrstvy hlavného transformátora by mali byť správne uzemnené; Uzemnenie veľkej plochy medzi ovládacími jednotkami by malo byť tienené uzemňovacou doskou; Na stojane usmerňovača by sa mala zvážiť elektromagnetická väzba medzi usmerňovačmi a uzemňovacím usporiadaním celého stroja, aby sa zlepšila stabilita vnútornej prevádzky napájacieho adaptéra.

 

Zaviedli sme naše vlastné laboratórium elektromagnetickej kompatibility a sme sa zaviazali k výskumu elektromagnetickej kompatibility v počiatočnom štádiu vývoja adaptérov prepínania. Prostredníctvom profesionálneho konštrukcie vstupu a výstupného filtra a dizajnu ochrany blesku, ako aj bezpečnosti celého stroja je ant-statický návrh obvodu digitálneho rozhrania a konštrukcie protirstových prechodných impulzových skupín v poriadku. Široký rozsah vstupného napätia striedavého prúdu umožňuje adaptér prepínacieho napájacieho adaptéra normálne po interferencii poklesu napätia, prechodného napätia a krátkodobého prerušenia napätia celého stroja.