Značilnosti stikalnih napajalnikov in kako nastanejo elektromagnetne motnje
Obstajajo štiri osnovne značilnosti stikalnega napajalnika:
① Lokacija je jasnejša. Osredotoča se predvsem na močnostne preklopne naprave, diode ter nanje povezane toplotne odvode in visokofrekvenčne transformatorje;
② naprava za pretvorbo energije, ki deluje v preklopnem stanju. Ker preklopni napajalnik deluje v preklopnem stanju naprave za pretvorbo energije, je njegova napetost in trenutna stopnja spremembe zelo visoka, kar ima za posledico večjo intenzivnost motenj;
③ Poravnava tiskanega vezja (PCB) napajalnika je običajno urejena ročno. Ta ureditev je zelo poljubna, kar povečuje težave pri ekstrakciji parametrov porazdelitve PCB ter napovedovanju in ocenjevanju motenj bližnjega polja;
④ Preklopna frekvenca je velika, ki je lahko od več deset tisoč Hz do nekaj bilijonov Hz, glavne oblike motenj pa so prevodne motnje in motnje bližnjega polja.
2 Mehanizem za ustvarjanje elektromagnetnih motenj
Preklopno vezje je jedro preklopnega napajalnika, v glavnem sestavljeno iz preklopnih cevi in visokofrekvenčnih transformatorjev, ki proizvaja dv/dt z veliko amplitudo impulza, frekvenčni pas je širok in bogat s harmoniki. Obstajata dva glavna razloga za to impulzno motnjo: po eni strani je obremenitev preklopne cevi primarna tuljava visokofrekvenčnega transformatorja, ki je induktivno breme. V trenutku vklopa primarna tuljava ustvari velik udarni tok, v primarni tuljavi na obeh koncih pa visoko udarno napetost; v trenutku izklopa, zaradi uhajanja toka primarne tuljave, zaradi česar se del energije ne prenese iz primarne tuljave v sekundarno tuljavo, bo shranjen v induktivnosti tega dela energije in zbiralnik kapacitivnost vezja, upornost s konico tvorbe slabljenja nihanj, superponirana na izklopno napetost, tvorba konice izklopne napetosti. To se bo prekrivalo z izklopno napetostjo in tvorilo izklopno napetost. Ta prekinitev napajalne napetosti bo povzročila enak tokovni prehod magnetizacije kot pri vklopu primarne tuljave in ta šum bo preveden na izhod vhoda, kar bo povzročilo prevodno motnjo. Drugi vidik primarne tuljave impulznega transformatorja, preklopne cevi in filtrirni kondenzatorji predstavljajo visokofrekvenčno preklopno tokovno zanko, ki lahko povzroči veliko prostorsko sevanje, kar povzroči motnje sevanja.
Povratni obnovitveni čas diode, ki ga povzročajo motnje v visokofrekvenčnem usmerniškem vezju usmerniške diode, ki vodi naprej, ko obstaja velik pretok toka naprej, v njegovi povratni prednapetosti in se obrne na izklop, zaradi PN spoja v kopičenju več nosilcev in s tem v nosilcih pred izginotjem časovnega obdobja bo tok obrnjen tok, zaradi česar se izginotje nosilcev v povratnem obnovitvenem toku drastično zmanjša in pojavi se velika sprememba toka (di) /dt).
Ukrepi za preprečevanje elektromagnetnih motenj
Trije elementi elektromagnetnih motenj so vir motenj, pot širjenja in oprema z motnjami. Zato se mora zatiranje elektromagnetnih motenj začeti s teh treh vidikov.
Namen zatiranja vira motenj, odprave povezave in sevanja med virom motenj in moteno opremo ter izboljšanja odpornosti motene opreme, da se izboljša EMC zmogljivost stikalnega napajanja.
Uporaba filtrov za zatiranje elektromagnetnih motenj
Filtriranje je pomembna metoda za zatiranje elektromagnetnih motenj, ki lahko učinkovito zavira elektromagnetne motnje v električnem omrežju v opremo, hkrati pa tudi zavira elektromagnetne motnje znotraj opreme v električno omrežje. Namestitev filtrov preklopnega napajalnika v vhodnih in izhodnih tokokrogih preklopnega napajalnika ne more le rešiti problema dirigiranih motenj, ampak je tudi pomembno orožje za reševanje motenj sevanja. Tehnologija zatiranja filtrov je razdeljena na pasivno filtriranje in aktivno filtriranje na dva načina.
Tehnologija pasivnega filtriranja
Pasivno vezje filtra je preprosto, poceni, zanesljivo delovanje, je učinkovit način za zatiranje elektromagnetnih motenj. Pasivni filter je sestavljen iz induktivnih, kapacitivnih in uporovnih komponent, njegova neposredna vloga pa je reševanje prevodne emisije.
