Generacija in zatiranje elektromagnetnih motenj (EMI) v preklopni napajalniki
Preklopno napajanje najprej preusmeri napajanje AC v DC napajanje, ki ga nato nadzoruje s preklopnimi cevmi, da postanejo visokofrekvenčni. Končno se oddaja prek rektifikacijskega in filtrirnega vezja, da dobimo stabilno DC napetost. Zato vsebuje veliko količino harmoničnih motenj. Medtem pa bodo zaradi induktivnosti puščanja transformatorja in vrha, ki ga povzroči obratni obnovitveni tok izhodne diode, ustvarjene različne stopnje elektromagnetnih motenj. Motnje v napajanju v stikalnem načinu so koncentrirane predvsem na komponentah z velikimi napetostmi in tokom (tj. DV/DT ali DI/DT), zlasti stikalne cevi, izhodne diode in visokofrekvenčni transformatorji. Medtem lahko potepuška kapacitivnost prenaša hrup iz električnega omrežja v napajanje elektronskega sistema, kar povzroči motnje pri delovanju elektronskih vezij. Tu bomo analizirali vzroke več motenj in njihovih povezanih poti.
Motnje filtriranja, ustvarjene z izhodnim odpravljanjem in filtrirnim vezjem napajalnika stikala, na izhodnem koncu običajno uporablja vezje za odpravljanje mostu in kondenzator. Zaradi nelinearnosti diod usmernikov in učinka shranjevanja energije filtrirnih kondenzatorjev postane izhodni tok periodični največji tok s kratkim časom in visoko vrhovno vrednostjo. Ta popačen vhodni tok ne vsebuje samo temeljnih komponent, ampak tudi obilne harmonične komponente višjega reda.
Motnje, ustvarjene s stikalnim vezjem 2
Jedro stikalnega vezja je tudi eden glavnih virov motenj, ki je sestavljen predvsem iz stikalnih cevi in visokofrekvenčnih transformatorjev. DV/DT, ki ga ustvari stikalna cev, ima velike impulze, široko frekvenčni pas in obilne harmonike. Glavni razlog za to motnjo impulzov je:
(1) V trenutku, ko je stikalna cev vklopljena, se v primarni tuljavi transformatorja ustvari velik prenapetostni tok, na obeh koncih primarne tuljave pa se pojavi visoka vršna napetost; V trenutku, ko je stikalo izklopljeno, se zaradi uhajalnega toka primarne tuljave del energije ne prenaša iz primarne tuljave v sekundarno tuljavo. Energija, shranjena v induktivnosti puščanja, bo tvorila nihanje z razpadanjem z vrhom z medletno kapacitivnostjo in upornostjo same stikalne cevi, ki bo nameščena na izklopni napetosti stikalne cevi, kar tvori izklopljeno vrhovo napetost. Ta hrup se bo prenašala na vhodne in izhodne sponke, ki tvorijo izvedene motnje.
(2) Ko se izhodna dioda izvaja v smeri naprej, se nabere naboj znotraj PN stika. Ko je dioda podvržena povratni napetosti, nakopičeni naboj izgine in nastane povratni tok. Zaradi visoke frekvence V v sekundarnem usmerjevalnem vezju med preklopom je čas, da se prehodi iz prevodnosti v mejo, zelo kratek. Da bi shranjeni naboj v kratkem času izginil, se ustvari porast povratnega toka. Zaradi prisotnosti porazdeljene kapacitivnosti in porazdeljene induktivnosti v DC izhodu postane motnje, ki jih povzročajo sunki, postanejo slabljenje visokofrekvenčnega in zmanjšanje nihanja.
(3) Visokofrekvenčna preklopna toka zanka, sestavljena iz primarne tuljave, preklopne cevi in filtrirnega kondenzatorja visokofrekvenčnega transformatorja, lahko ustvari znatno prostorsko sevanje, ki tvori interference sevanja.
