Lülitustoiteallikate elektromagnetilise ühilduvuse projekteerimismeetodite analüüs
Lülitustoiteallikaid kasutatakse laialdaselt side-, juhtimis-, arvuti- ja muudes valdkondades tänu nende eelistele, nagu väike suurus ja kõrge võimsustegur. Kuid elektromagnetiliste häirete tekitamise tõttu on selle edasine rakendamine teatud määral piiratud. Selles artiklis analüüsitakse erinevaid elektromagnetiliste häirete mehhanisme lülitustoiteallikates ja selle põhjal pakutakse välja elektromagnetilise ühilduvuse kavandamise meetod lülitustoiteallikate jaoks.
Elektromagnetiliste häirete analüüs lülitustoiteallikates
Lülitustoiteallika struktuur on näidatud joonisel 1. Esiteks alaldatakse vahelduvvoolu sagedus alalisvooluks, seejärel inverteeritakse kõrgsageduslikuks ja lõpuks väljastatakse alaldus- ja filtreerimisahela kaudu, et saada stabiilne alalispinge. Ebamõistlik vooluahela disain ja paigutus, mehaaniline vibratsioon, halb maandus jne võivad kõik moodustada sisemisi elektromagnetilisi häireid. Samas on potentsiaalseteks tugevate häirete allikateks ka trafo lekkeinduktiivsus ja väljunddioodi tagurpidivoolust põhjustatud tipp.
Sisemine häireallikas
● Lülitusahel
Lülitusahel koosneb peamiselt lülitustorudest ja kõrgsagedustrafodest. Lüliti toru ja selle jahutusradiaatori, kesta ja toiteallika sees olevate juhtmete vahel on jaotatud mahtuvus. Selle genereeritud du/dt-l on suur impulsside amplituud, lai sagedusriba ja rikkalikud harmoonilised. Lülititoru koormus on kõrgsagedusliku trafo primaarmähis ja on induktiivne koormus. Kui algselt juhtiv lüliti on välja lülitatud, tekitab kõrgsagedustrafo lekkeinduktiivsus tagasi elektromotoorjõu E=- Ldi/dt, mis on võrdeline kollektori voolu muutuse kiiruse ja lekkeinduktiivsusega. See asetatakse väljalülituspingele, moodustades väljalülituspinge tipu, moodustades seeläbi juhtivaid häireid.
● Alaldi dioodid alaldi ahelatele
Kui väljundalaldi diood on välja lülitatud, tekib pöördvool ja nullini taastumiseks kuluv aeg on seotud selliste teguritega nagu ristmiku mahtuvus. See tekitab olulisi voolu muutusi di/dt trafo lekkeinduktiivsuse ja muude jaotusparameetrite mõjul, mille tulemuseks on tugevad kõrgsageduslikud häired sagedusega kuni kümneid megahertsi.
● Hajuvad parameetrid
Kõrgematel sagedustel töötamise tõttu võivad lülitustoiteallikate madalsageduslike komponentide omadused muutuda, mille tulemuseks on müra. Kõrgetel sagedustel mõjutavad hajutatud parameetrid sidekanali omadusi märkimisväärselt ja hajutatud mahtuvus muutub elektromagnetiliste häirete kanaliks.
2 Välised häireallikad
Välised häireallikad võib jagada toitehäireteks ja välguhäireteks, samas kui toitehäired esinevad nii "ühisrežiimis" kui ka "diferentsiaalrežiimis". Samal ajal on vahelduvvooluvõrgu otsese ühendamise tõttu alaldi silla ja filtriahelaga sisendvoolu ainult sisendpinge tippajal poole tsükli jooksul, mille tulemuseks on väga madal sisendvõimsustegur (ligikaudu { {0}}.6) toiteallikast. Lisaks sisaldab see vool suurel hulgal harmoonilisi komponente, mis võivad põhjustada elektrivõrgu harmoonilist "reostust".
