EMI-Erzeugung und -Unterdrückung in Schaltnetzteilen
Der größte Nachteil von Schaltnetzteilen ist die Fähigkeit, starke elektromagnetische Störungen (EMI) zu erzeugen. EMI-Signale haben einen weiten Frequenzbereich und eine bestimmte Amplitude. Nach der Leitung und Strahlung können sie die elektromagnetische Umgebung verschmutzen und Störungen bei Kommunikationsgeräten und elektronischen Produkten verursachen. Bei unsachgemäßer Handhabung wird das Schaltnetzteil selbst zur Störquelle. Die Auswirkungen elektromagnetischer Störungen auf die Effizienz, Leistung und Nutzung von Schaltnetzteilen sind zu einem immer wichtigeren Thema geworden. Dieser Artikel analysiert die Ursachen und Ausbreitungswege elektromagnetischer Störungen in Schaltnetzteilen und schlägt wirksame Maßnahmen zur Störunterdrückung vor.
Der größte Nachteil von Schaltnetzteilen ist die Fähigkeit, starke elektromagnetische Störungen (EMI) zu erzeugen. EMI-Signale haben einen weiten Frequenzbereich und eine bestimmte Amplitude. Nach der Leitung und Strahlung können sie die elektromagnetische Umgebung verschmutzen und Störungen bei Kommunikationsgeräten und elektronischen Produkten verursachen. Bei unsachgemäßer Handhabung wird das Schaltnetzteil selbst zur Störquelle. Die Auswirkungen elektromagnetischer Störungen auf die Effizienz, Leistung und Nutzung von Schaltnetzteilen sind zu einem immer wichtigeren Thema geworden. Dieser Artikel analysiert die Ursachen und Ausbreitungswege elektromagnetischer Störungen in Schaltnetzteilen und schlägt wirksame Maßnahmen zur Störunterdrückung vor.
1. Einführung
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMC) ist die englische Abkürzung für elektromagnetische Verträglichkeit. Es hat zwei Bedeutungen: Erstens muss die elektromagnetische Strahlung, die das Gerät während des Betriebs erzeugt, auf ein bestimmtes Maß begrenzt werden. Zweitens muss das Gerät selbst über eine gewisse Anti-Interferenz-Fähigkeit verfügen und über drei Elemente verfügen: Interferenzquelle, Kopplungskanal und empfindlicher Körper. Das Schaltnetzteil, das elektronische Schaltkreise mit Strom versorgt, ist von großer Bedeutung für die Unterdrückung von Störungen und die Gewährleistung des normalen und stabilen Betriebs elektronischer Systeme. Dieser Artikel schlägt wirksame Maßnahmen zur Störunterdrückung durch Analyse der Störquellen und Koppelkanäle in Schaltnetzteilen vor. Und schlug die Entwurfs- und Herstellungsmethoden für Schaltnetzteiltransformatoren vor.
2. Störquellen und Koppelkanäle in Schaltnetzteilen
Schaltnetzteile wandeln zunächst Wechselstrom in Gleichstrom um, der dann durch Schaltröhren so gesteuert wird, dass er in Hochfrequenz umgewandelt wird. Nach Durchlaufen der Gleichrichtungs- und Filterschaltungen wird eine stabile Gleichspannung erhalten, die viele harmonische Störungen enthält. Aufgrund der Streuinduktivität des Transformators und der durch den Rückstrom der Ausgangsdiode verursachten Spitze werden elektromagnetische Störungen unterschiedlichen Ausmaßes erzeugt. Die Störungen in Schaltnetzteilen konzentrieren sich hauptsächlich auf Komponenten mit großen Spannungs- und Stromänderungen (z. B. du/dt oder di/dt), insbesondere Schaltröhren, Ausgangsdioden und Hochfrequenztransformatoren. Unterdessen kann Streukapazität Rauschen vom Stromnetz auf die Stromversorgung des elektronischen Systems übertragen und den Betrieb elektronischer Schaltkreise stören. Hier analysieren wir die Ursachen verschiedener Störungen und deren gekoppelte Pfade.
2.1 Die durch die Ausgangsgleichrichtungs- und Filterschaltung des Schaltnetzteils erzeugten Filterstörungen verwenden am Ausgangsende üblicherweise Brückengleichrichtungs- und Kondensatorfilterschaltungen. Aufgrund der Nichtlinearität von Gleichrichterdioden und der Energiespeicherwirkung von Filterkondensatoren wird der Ausgangsstrom zu einem periodischen Spitzenstrom mit kurzer Zeit und hohem Spitzenwert. Dieser verzerrte Eingangsstrom enthält nicht nur Grundkomponenten, sondern auch reichlich harmonische Komponenten höherer Ordnung.
