Zasnova elektromagnetne združljivosti za stikalne napajalnike
Elektromagnetna združljivost stikalnih napajalnikov se nanaša na soobstoj različnih električnih naprav znotraj omejenega prostora, časa in frekvenčnega spektra, ne da bi pri tem prišlo do zmanjšanja zmogljivosti. Vključuje dva vidika: elektromagnetne motnje (EMD) in elektromagnetno občutljivost (EMS). EMD se nanaša na zunanji hrup, ki ga oddajajo električni izdelki, medtem ko se EMS nanaša na sposobnost električnih izdelkov, da se uprejo zunanjim elektromagnetnim motnjam. Na napravo z dobro zmogljivostjo elektromagnetne združljivosti ne sme vplivati okoliško elektromagnetno okolje niti ne sme povzročati elektromagnetnih motenj okolici.
Močnostni stikalni tranzistor v stikalnem napajalniku ustvarja znatne napetostne in tokovne skoke med postopkom vklopa/izklopa pri visokih frekvencah, kar povzroči močne elektromagnetne motnje, vendar frekvenčno območje motenj (<30MHz) is relatively low. The geometric dimensions of most low-power switching power supplies are much smaller than the wavelength corresponding to a 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium). The electromagnetic interference phenomena studied in switching power supply systems belong to the range of quasi steady fields. When studying their electromagnetic interference problems, the main consideration is conducted interference.
2 Elektromagnetno nadlegovanje
Razprava o elektromagnetnih motnjah na splošno poteka s treh vidikov: značilnosti vira motenj, značilnosti spojnega kanala motenj in značilnosti motenj.
2.1 Glavni viri elektromagnetnih motenj v stikalnih napajalnikih
Viri elektromagnetnih motenj v stikalnih napajalnikih vključujejo predvsem stikalne naprave, diode in nelinearne pasivne komponente; Neustrezno ožičenje tiskanih vezij je tudi glavni dejavnik, ki povzroča elektromagnetne motnje v stikalnih napajalnikih.
2.1.1 Elektromagnetne motnje, ki jih povzročajo stikalna vezja
Za stikalne napajalnike so elektromagnetne motnje, ki jih ustvarja stikalno vezje, eden glavnih virov motenj. Stikalno vezje je jedro stikalnega napajalnika, sestavljeno predvsem iz stikalnih cevi in visoko-frekvenčnih transformatorjev. Dv/dt, ki ga ustvari, je impulz z veliko amplitudo, širokim frekvenčnim pasom in bogatimi harmoniki. Glavni razlog za to motnjo pulza je
1) Obremenitev stikalne cevi je primarna tuljava visoko{1}}frekvenčnega transformatorja, ki je induktivna obremenitev. V trenutku, ko je stikalna cev vklopljena, se v primarni tuljavi ustvari velik udarni tok in na obeh koncih primarne tuljave se pojavi visoka udarna napetost; V trenutku, ko je stikalna cev odklopljena, se zaradi uhajanja fluksa primarne tuljave del energije ne prenese iz primarne tuljave v sekundarno tuljavo. Energija, shranjena v induktorju, bo tvorila upadajoče nihanje z vrhom s kapacitivnostjo in uporom v kolektorskem vezju, ki se bo prekrival z izklopno napetostjo, da bo nastal vrh izklopne napetosti. Ta vrsta prekinitve napajalne napetosti bo ustvarila enak prehodni magnetizacijski impulzni tok kot pri priključeni primarni tuljavi. Ta hrup se prenaša na vhodne in izhodne priključke, kar povzroča prevodne motnje, v hujših primerih pa lahko pokvari stikalno cev.
2) Visoko{1}}zanka preklopnega toka, sestavljena iz primarne tuljave, preklopne cevi in filtrirnega kondenzatorja impulznega transformatorja, lahko povzroči znatno prostorsko sevanje, ki povzroča motnje sevanja. Če je zmogljivost filtriranja kondenzatorja nezadostna ali so visoko-frekvenčne karakteristike slabe, bo visoko-frekvenčna impedanca na kondenzatorju povzročila, da bo visoko{5}}frekvenčni tok preveden v napajalnik izmeničnega toka v diferencialnem načinu, kar bo povzročilo motnje prevodnosti.
