EMV-Designprinzipien für Transformator-Flyback-Schaltnetzteile
Mit der Entwicklung der Technologie für Leistungshalbleiterbauelemente werden Schaltnetzteile mit ihrem hohen Leistungs-Volumen-Verhältnis und hohen Wirkungsgrad in modernen industriellen und kommerziellen Geräten und Anlagen auf allen Ebenen weithin eingesetzt. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Taktfrequenz hat das Problem der elektromagnetischen Verträglichkeit von Geräten (EMV) große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Das EMV-Design ist zu einem wesentlichen und wichtigen Bindeglied bei der Entwicklung und dem Design von Schaltnetzteilen geworden.
Die Unterdrückung von leitungsgebundenen elektromagnetischen Störungen (EMI) muss bereits in den frühen Phasen der Produktentwicklung berücksichtigt werden. Häufig ist die Verwendung von Netzfiltern erforderlich, um leitungsgebundene elektromagnetische Störungen zu unterdrücken. Wenn man sich jedoch ausschließlich auf den Netzeingangsfilter verlässt, um Störungen zu unterdrücken, führt dies häufig zu einer erhöhten Induktivität und Kapazität der Komponenten im Filter. Die erhöhte Induktivität erhöht die Größe; die erhöhte Kapazität wird durch Leckstromnormen begrenzt. Andere Teile der Schaltung können bei entsprechender Konstruktion eine ähnliche Aufgabe wie der Filter erfüllen. In diesem Dokument wird eine rauschaktive Knotenphasen-Trockenwicklungsmethode für Transformatoren vorgeschlagen, eine Konstruktionsmethode, die nicht nur die Größe des Netzfilters verringert, sondern auch die Kosten senkt.
Gleichtakt-leitungsgebundene Störungen im Flyback-Schaltnetzteil
Leitungsgebundene Störungen elektronischer Geräte beziehen sich auf: elektromagnetische Störungen in Form von Störströmen, die über die Stromleitung in das öffentliche Stromnetz geleitet werden, wenn das Gerät an das Stromnetz angeschlossen ist. Leitungsgebundene Störungen werden in Gleichtaktstörungen und Differenzialstörungen unterteilt. Gleichtaktstörungen haben den gleichen Phasenstrom wie die Nulllinie und die gleiche Phase wie die Phasenlinie; Differenzialstörungen haben den gleichen Phasenstrom wie die Nulllinie und die entgegengesetzte Phase wie die Phasenlinie. Differenzialstörungen haben einen geringen Beitrag zur Gesamtleitungsstörung und konzentrieren sich hauptsächlich auf das niederfrequente Ende des Rauschspektrums, sodass sie leichter unterdrückt werden können; Gleichtaktstörungen haben einen größeren Beitrag zur Leitungsstörung und konzentrieren sich hauptsächlich auf die mittelfrequenten und hochfrequenten Bänder des Rauschspektrums. Die Unterdrückung leitungsgebundener Gleichtaktstörungen ist ein schwieriger Punkt bei der Entwicklung leitungsgebundener elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) elektronischer Geräte und zugleich die Hauptaufgabe.
Es gibt einige Knoten im Schaltkreis des Flyback-Schaltnetzteils, an denen die Spannung stark schwankt. Im Gegensatz zu anderen Knoten im Schaltkreis, an denen das Potenzial relativ stabil ist, enthalten die Spannungen an diesen Knoten hochintensive, hochfrequente Komponenten [2]. Diese Knoten mit sehr starken Spannungsschwankungen werden als rauschaktive Knoten bezeichnet. Rauschaktive Knoten sind eine Quelle für leitungsgebundene Gleichtaktstörungen in Schaltnetzteilschaltungen, die auf die Streukapazität zur Erde im Schaltkreis einwirken und einen Gleichtaktrauschstrom M erzeugen.
Es gibt im Schaltkreis hauptsächlich drei Kopplungspfade: von der Rauschquelle – Leistungsschaltröhre D-Pol über C mit Erde verbunden; von der Rauschquelle über C. Mit dem Sekundärkreis des Transformators verbunden und dann über C mit Erde verbunden; von der Vorder- und Sekundärspule des Transformators über C?C mit dem Kern des Transformators verbunden und dann über C mit Erde verbunden. Diese drei Ströme sind die Hauptverursacher des Gleichtaktrauschstroms (in Abbildung 1 durch die schwarzen Pfeile dargestellt). Der Gleichtaktstrom wird gemessen, indem die LISN abgetastet wird, indem sie über Erde am Eingang der Stromversorgungsleitung zurückgeführt wird.
