Elektromagnetische Verträglichkeit des Schaltnetzteils
Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von Schaltnetzteilen bezieht sich auf die Koexistenz verschiedener elektrischer Geräte in einem begrenzten Raum, Zeit- und Spektrumbereich, ohne dass es zu Leistungseinbußen kommt, was elektromagnetische Störungen (EMD) und elektromagnetische Empfindlichkeit (EMS) einschließt. EMD bezieht sich auf das von elektrischen Produkten abgegebene Rauschen, während EMS sich auf die Fähigkeit elektrischer Produkte bezieht, externen elektromagnetischen Störungen zu widerstehen. Ein Gerät mit guter elektromagnetischer Verträglichkeit sollte weder von der umgebenden elektromagnetischen Umgebung beeinflusst werden noch elektromagnetische Störungen verursachen.
Die Leistungsschalterröhre im Schaltnetzteil weist während des Ein-/Ausschaltvorgangs bei hoher Frequenz einen großen Spannungs- und Stromsprung auf, wodurch starke elektromagnetische Störungen erzeugt werden. Der Frequenzbereich der Störungen (< 30MHz) is relatively low. The geometric size of most low-power switching power supplies is much smaller than the corresponding wavelength of 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium), and the electromagnetic disturbance phenomenon studied by switching power supply systems belongs to the range of quasi-stationary field. When studying their electromagnetic disturbance problems, the main consideration is conduction disturbance.
Elektromagnetische Störungen
Die Diskussion elektromagnetischer Störungen erfolgt im Allgemeinen unter drei Gesichtspunkten: den Eigenschaften der Störungsquelle, den Eigenschaften des Störungskopplungskanals und den Eigenschaften des gestörten Objekts.
1 Schaltnetzteil in der Hauptquelle elektromagnetischer Störungen
Zu den Quellen elektromagnetischer Störungen in Schaltnetzteilen zählen hauptsächlich Schaltgeräte, Dioden und nichtlineare passive Komponenten. Auch eine unsachgemäße Verdrahtung der Leiterplatten ist bei Schaltnetzteilen ein wichtiger Faktor für elektromagnetische Störungen.
Elektromagnetische Störungen durch Schaltkreise
Bei Schaltnetzteilen ist die elektromagnetische Störung, die durch den Schaltkreis erzeugt wird, eine der Hauptstörquellen. Der Schaltkreis ist der Kern des Schaltnetzteils und besteht hauptsächlich aus Schaltröhre und Hochfrequenztransformator. Das von ihm erzeugte dv/dt ist ein Impuls mit großer Amplitude, breitem Frequenzband und reichen Harmonischen. Die Hauptgründe für diese Impulsstörung sind
1) Die Last der Schaltröhre ist die Primärspule des Hochfrequenztransformators, die eine induktive Last darstellt. In dem Moment, in dem die Schaltröhre eingeschaltet wird, erzeugt die Primärspule einen großen Einschaltstrom und an beiden Enden der Primärspule tritt eine hohe Stoßspannungsspitze auf. In dem Moment, in dem die Schaltröhre ausgeschaltet wird, wird aufgrund des Streuflusses der Primärspule ein Teil der Energie nicht von der Primärspule zur Sekundärspule übertragen, und dieser Teil der in der Induktivität gespeicherten Energie bildet mit den Kondensatoren und Widerständen im Kollektorkreis eine Dämpfungsschwingung mit Spitzen und wird der Abschaltspannung überlagert, um eine Abschaltspannungsspitze zu bilden. Diese Unterbrechung der Stromversorgungsspannung erzeugt denselben transienten Magnetisierungsimpulsstrom wie beim Einschalten der Primärspule, und dieses Rauschen wird zu den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen geleitet, was zu Leitungsstörungen führt und im schlimmsten Fall zum Ausfall der Schaltröhre führen kann.
2) Die Hochfrequenz-Schaltstromschleife, die aus der Primärspule des Impulstransformators, der Schaltröhre und dem Filterkondensator besteht, kann eine große räumliche Strahlung erzeugen und Strahlungsstörungen verursachen. Wenn die Filterkapazität des Kondensators nicht ausreicht oder die Hochfrequenzeigenschaften nicht gut sind, leitet die Hochfrequenzimpedanz am Kondensator den Hochfrequenzstrom in einem Differenzmodus zur Wechselstromversorgung und verursacht Leitungsstörungen.
Elektromagnetische Störungen durch Diodengleichrichterschaltungen
Das |di/dt| des Sperrverzögerungsstroms, der von der Gleichrichterdiode im Hauptstromkreis erzeugt wird, ist viel kleiner als das der Schwungraddiode. Als elektromagnetische Störquelle ist die durch den Sperrverzögerungsstrom der Gleichrichterdiode verursachte Störintensität groß und das Frequenzband breit. Der von der Gleichrichterdiode erzeugte Spannungssprung ist viel kleiner als der, der erzeugt wird, wenn die Leistungsschaltröhre im Netzteil ein- und ausgeschaltet wird. Daher ist es möglich, den Gleichrichterstromkreis als Teil des elektromagnetischen Störkopplungskanals zu untersuchen, unabhängig vom Einfluss von |dv/dt| und |di/dt|, die von Gleichrichterdioden erzeugt werden.
Beziehung zwischen dv/dt und Lastgröße
Das beim Ein- und Ausschalten der Leistungsschalterröhre erzeugte Dv/dt ist die Hauptstörungsquelle des Schaltnetzteils. Theoretische Analysen und Experimente zeigen, dass der durch das Ausschalten erzeugte Wert von |dv/dt| mit zunehmender Last zunimmt, aber die Laständerung hat wenig Einfluss auf das eingeschaltete |dv/dt|. Da das beim Ein- und Ausschalten erzeugte |dv/dt| unterschiedlich ist, ist auch der extern erzeugte Störimpuls unterschiedlich.
