Fonts d’interferència i solucions per canviar els adaptadors d’energia

Els avantatges dels adaptadors de potència de commutació són de mida petita i una alta eficiència de conversió, però com que funciona en un estat de commutació d’alta freqüència, generarà components harmònics d’alta freqüència i aquests components harmònics s’irradiaran en circuits i espais externs a través de circuits i espais, interferint amb el funcionament normal d’altres dispositius electrònics.

 

Hi ha dos aspectes principals de la interferència:

1. L’impacte dels senyals d’interferència d’alta freqüència generats per l’adaptador de potència de commutació en el funcionament normal d’altres dispositius electrònics;

2. La capacitat de l’adaptador de potència de commutació per resistir la interferència dels senyals d’interferència externes i assegurar el seu funcionament normal, és a dir, anti-interferència. Un adaptador de potència de commutació amb una bona interferència i un rendiment anti-interferència tindrà una millor estabilitat de treball.

 

Segons la forma d’interferència, la interferència de l’adaptador de potència de commutació es pot dividir en interferències de radiació electromagnètica (EMI) i interferència de freqüència de ràdio (RFI). Hi ha molts factors que provoquen fonts d’interferències a l’adaptador de potència de commutació. A continuació, es mostren diverses fonts d’interferències principals.

 

1. Interferència generada pel tub de commutació de potència quan es troba en estat de treball de commutació.

El tub d’interruptor d’alimentació de l’adaptador de potència de commutació funciona en estat de commutació i generarà un gran voltatge de pols i un corrent de pols quan funcioni. Com que el corrent de pols i la tensió de pols contenen components harmònics rics d’alt ordre, i perquè la inductància de fuites del transformador de commutació i les característiques de recuperació del díode rectificador quan el tub d’interruptor d’alimentació formarà l’oscil·lació de corrent Fonts de soroll de l’adaptador d’alimentació d’alimentació de commutació.

 

2. Interferència causada per les característiques de recuperació del díode.

Quan el díode realitza una rectificació d’alta freqüència, a causa de la capacitança d’unió del díode, la càrrega emmagatzemada al corrent endavant no pot desaparèixer immediatament quan s’apliqui la tensió inversa, que formarà el corrent invers inherent del díode. Aquest període de temps s’anomena temps de recuperació inversa. En aquest moment, a causa de la gran tensió inversa aplicada al díode, produirà grans pèrdues i formarà una gran font d’interferències.

 

Si la velocitat de canvi actual DI/DT del díode és gran quan es recupera el corrent invers, es generarà una tensió màxima gran a causa de la inductància, que és el soroll de recuperació del díode. Quan DI/DT és gran, s’anomena recuperació dura i quan DI/DT és petit, s’anomena recuperació suau. La recuperació suau es pot aconseguir mitjançant circuits d’absorció o tecnologia de commutació ressonant. La recuperació suau és de gran benefici per millorar la fiabilitat laboral de l’adaptador d’alimentació d’alimentació de commutació i reduir la interferència. Com que els díodes de Schottky no tenen efecte d’acumulació de portadors, el soroll de recuperació és molt petit.

3. Interferència generada per bobinats de transformadors d’alta freqüència.

El corrent en els enrotllaments del transformador d’alta freqüència forma un flux magnètic, la majoria dels quals passa pel nucli magnètic d’alta permeabilitat, però una petita part del flux magnètic s’irradia a través del buit de bobinatge, convertint-se en l’anomenat flux de fuites, que formarà interferències electromagnètiques.

 

4. Interferència generada pel circuit de filtre rectificador.

El final d'entrada de CA de l'adaptador d'alimentació de commutació està connectat al circuit de filtre del rectificador. L’angle de conducció del díode rectificador és molt petit, cosa que fa que el valor màxim del corrent rectificador sigui molt gran. Aquest corrent rectificador de díodes en forma de pols també provocarà interferències.

 

Interferència i solució de l'adaptador d'alimentació de commutació

 

Segons els factors que generen compatibilitat electromagnètica, la resolució de la compatibilitat electromagnètica de l’adaptador d’alimentació d’alimentació pot començar a partir de tres aspectes:

1) Reduir el senyal d’interferència generat per la font d’interferència

2) Talleu la ruta de propagació del senyal d’interferència

3) millorar la capacitat anti-interferència del cos interferit

 

Per a la interferència externa generada per l’adaptador d’alimentació d’alimentació de commutació, com el corrent harmònic de la línia elèctrica, la interferència de conducció de la línia elèctrica, la interferència de radiació de camp electromagnètic, etc., només es pot resoldre reduint la interferència. D’una banda, es pot millorar el disseny del circuit de filtre d’entrada/sortida, es pot millorar el rendiment del circuit de compensació del factor de potència activa (APFC), es pot reduir la tensió i la velocitat de canvi de corrent del tub d’interruptor i el rectificador i el díode de roda lliure i es poden adoptar diverses estructures de topologia de circuit de commutació suau i mètodes de control; D'altra banda, es pot reforçar l'efecte blindant de la carcassa, es pot millorar la fuga de bretxa de la carcassa i es pot realitzar un bon tractament de terra.

 

Per a la capacitat anti-interferència externa, com ara SUGGE i LAWNNING STRACE, s’ha d’optimitzar la capacitat de protecció dels llamps dels ports d’entrada de CA i de sortida de corrent continu. Per a la vaga de llamps, es pot utilitzar una combinació de varistor d'òxid de zinc i tub de descàrrega de gas per solucionar -ho. Per a la descàrrega electrostàtica, es pot utilitzar el tub de TVS i la protecció de terra corresponent, es pot augmentar la distància entre el circuit de senyal petit i la carcassa o es pot seleccionar dispositius amb interferències antiestàtiques per resoldre-la. Per reduir la interferència interna de l’adaptador de potència, hauríem de començar a partir dels aspectes següents: Fixeu-vos en la posada a terra d’un sol punt de circuits digitals i circuits analògics, i la posada a terra d’un sol punt de circuits de gran corrent i circuits de baix corrent, especialment els circuits de mostreig de corrent i tensió, per reduir la interferència d’impedància habitual i reduir l’impacte dels bucles de terra; Fixeu -vos en l’espai entre les línies adjacents i les propietats del senyal quan es cableja per evitar la crisi; reduir la impedància de la línia de terra; Reduïu la zona envoltada de línies d’alta tensió i de corrent alt, especialment el costat primari del transformador i el tub de commutació, circuit del condensador de filtre d’alimentació; Reduïu la zona envoltada del circuit del rectificador de sortida i el circuit de díodes de roda lliure i el circuit de filtre DC; Reduir la inductància de fuites del transformador i la capacitança distribuïda del condensador del filtre; Utilitzeu condensadors de filtres amb alta freqüència ressonant, etc.

 

En termes de camins de transmissió, augmenten adequadament TUS amb alta capacitat anti-interferència i condensadors d’alta freqüència, perles de ferrita i altres components per millorar la capacitat anti-interferència dels circuits de senyal petits; Els petits circuits de senyal propers a la carcassa han d’estar aïllats correctament i resistir la tensió tractada; El dissipador de calor del dispositiu d’alimentació i la capa de blindatge electromagnètic del transformador principal s’ha de posar a terra correctament; La gran àrea que es basa entre les unitats de control s'ha de blindar amb una placa de terra; A la cremallera del rectificador, s'ha de considerar l'acoblament electromagnètic entre els rectificadors i la disposició de la màquina de posar a terra de tota la màquina per millorar l'estabilitat del funcionament intern de l'adaptador de potència.

 

Hem establert el nostre propi laboratori de compatibilitat electromagnètica i ens hem compromès amb la investigació de la compatibilitat electromagnètica en la primera fase del desenvolupament dels adaptadors de potència de commutació. Mitjançant el disseny de filtres d’entrada i sortida de potència professional i disseny de llamps, així com la seguretat de tota la màquina, el disseny antiestàtic del circuit d’interfície digital i el disseny del grup de pols transitori anti-ràpid, el disseny de blindatge electromagnètic de tota l’estructura de la màquina és correcte, de manera que l’entorn electromagnètic dins de la màquina sencera és bona, l’operació és estable i la fiabilitat es millora. L’ampli rang de tensió d’entrada de CA permet que l’adaptador de potència de commutació funcioni normalment després de la interferència de la caiguda de tensió, la tensió transitòria i la interrupció de la tensió a curt termini de tota la màquina.