Analyse der Ursachen der Erzeugung elektromagnetischer Störungen in Schaltnetzteilen

Oct 29, 2025

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(1) Die Hochfrequenz-Schaltstromschleife, die aus der Primärwicklung L1 des Hochfrequenztransformators, der Schaltröhre V5 und dem Filterkondensator C1 besteht, kann erhebliche räumliche Strahlung erzeugen. Wenn die Kondensatorfilterung nicht ausreicht, wird hochfrequenter Strom weiterhin im Differentialmodus zur Eingangs-Wechselstromversorgung geleitet.

 

(2) Die Sekundärseite L2 des Hochfrequenztransformators, die Gleichrichterdiode V6 und der Filterkondensator C2 bilden ebenfalls eine Hochfrequenz-Schaltstromschleife, die räumliche Strahlung erzeugt. Wenn die Kondensatorfilterung nicht ausreicht, wird der hochfrequente Strom in Form eines Differenzmodus gemischt und über die Ausgangsgleichspannung nach außen übertragen.

 

(3) Zwischen der Primär- und Sekundärseite des Hochfrequenztransformators besteht eine verteilte Kapazität Cd, und die Hochfrequenzspannung der Primärseite wird über diese verteilten Kondensatoren direkt mit der Sekundärseite gekoppelt, wodurch auf den beiden Ausgangs-Gleichstromleitungen der Sekundärseite Gleichtaktrauschen derselben Phase erzeugt wird. Wenn die Impedanz zweier Drähte zur Erde unsymmetrisch ist, kommt es ebenfalls zu Gegentaktrauschen.

 

(4) Die Ausgangsgleichrichterdiode V6 erzeugt einen umgekehrten Stoßstrom. Wenn eine Diode in Durchlassrichtung leitet, sammelt sich die Ladung im PN-Übergang an. Wenn an die Diode eine Sperrspannung angelegt wird, verschwindet die angesammelte Ladung und es wird ein Sperrstrom erzeugt. Da der Schaltstrom durch eine Diode gleichgerichtet werden muss, ist die Zeit, die die Diode benötigt, um vom leitenden in den ausgeschalteten Zustand überzugehen, sehr kurz. In kurzer Zeit entsteht ein Rückstromstoß, der die gespeicherte Ladung verschwinden lässt. Aufgrund der verteilten Induktivität, der verteilten Kapazität und des Spannungsstoßes in der Gleichstrom-Ausgangsleitung wird eine hochfrequente Dämpfungsschwingung verursacht, bei der es sich um eine Art Gegentaktrauschen handelt.

 

(5) Die Last am Schalter V5 ist die Primärspule L1 des Hochfrequenztransformators, bei der es sich um eine induktive Last handelt. Wenn der Schalter ein- oder ausgeschaltet wird, entsteht daher an beiden Enden des Transistors eine hohe Spitzenspannung, und dieses Rauschen wird auf die Eingangs- und Ausgangsklemmen übertragen.

 

(6) Es gibt eine verteilte Kapazität CI zwischen dem Kollektor der Schaltröhre V5 und dem Kühlkörper K, sodass hochfrequenter Schaltstrom durch CI zum Kühlkörper K, dann zur Gehäusemasse und schließlich zum Schutzerdungsdraht PE der Wechselstromleitung fließt, die mit der Gehäusemasse verbunden ist, wodurch Gleichtaktstrahlung erzeugt wird. Die Stromleitungen L und N haben eine bestimmte Impedanz gegenüber PE, und wenn die Impedanz unsymmetrisch ist, wandelt sich Gleichtaktrauschen auch in Gegentaktrauschen um.

 

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