Hakkuriteholähteiden sähkömagneettisen yhteensopivuuden suunnittelumenetelmien analyysi
Hakkuriteholähteitä käytetään laajalti viestinnässä, ohjauksessa, tietokoneissa ja muilla aloilla niiden etujen, kuten pienen koon ja suuren tehokertoimen, vuoksi. Kuitenkin sähkömagneettisten häiriöiden synnyn vuoksi sen jatkokäyttö on jossain määrin rajoitettua. Tässä artikkelissa analysoidaan sähkömagneettisten häiriöiden eri mekanismeja hakkuriteholähteissä ja ehdotetaan tämän perusteella sähkömagneettisen yhteensopivuuden suunnittelumenetelmää hakkuriteholähteiden käyttöön.
Hakkuriteholähteiden sähkömagneettisten häiriöiden analyysi
Hakkuriteholähteen rakenne on esitetty kuvassa 1. Ensin AC-tehotaajuus tasasuunnataan DC:ksi, sitten käännetään korkeataajuiseksi ja lopuksi tulostetaan tasasuuntaus- ja suodatuspiirin kautta vakaan tasajännitteen saamiseksi. Kohtuuton piirisuunnittelu ja asettelu, mekaaninen tärinä, huono maadoitus jne. voivat kaikki muodostaa sisäisiä sähkömagneettisia häiriöitä. Samalla muuntajan vuotoinduktanssi ja lähtödiodin käänteisen palautusvirran aiheuttama huippu ovat myös mahdollisia voimakkaiden häiriöiden lähteitä.
Sisäinen häiriölähde
● Kytkentäpiiri
Kytkentäpiiri koostuu pääasiassa kytkentäputkista ja suurtaajuusmuuntajista. Kytkinputken ja sen jäähdytyselementin, kuoren ja virtalähteen sisällä olevien johtimien välillä on hajautettu kapasitanssi. Sen tuottamassa du/dt:ssä on suuri pulssien amplitudi, laaja taajuuskaista ja rikkaat harmoniset. Kytkinputken kuorma on suurtaajuisen muuntajan ensiökäämi ja se on induktiivinen kuorma. Kun alunperin johtava kytkin kytketään pois päältä, suurtaajuisen muuntajan vuotoinduktanssi synnyttää takaisinsähkömotorisen voiman E=- Ldi/dt, joka on verrannollinen kollektorin virranmuutosnopeuteen ja vuotoinduktanssiin. Se asetetaan sammutusjännitteen päälle muodostaen sammutusjännitteen huipun, jolloin muodostuu johtavia häiriöitä.
● Tasasuuntausdiodit tasasuuntaajapiireihin
Kun lähtötasasuuntaajadiodi katkaistaan, on käänteinen virta, ja aika, joka kuluu palautumiseen nollaan, liittyy tekijöihin, kuten liitoskapasitanssiin. Se tuottaa merkittäviä virran muutoksia di/dt muuntajan vuotoinduktanssin ja muiden jakeluparametrien vaikutuksesta, mikä johtaa vahvoihin suurtaajuisiin häiriöihin, joiden taajuus on jopa kymmeniä megahertsejä.
● Hajaparametrit
Korkeammilla taajuuksilla työskentelyn vuoksi hakkuriteholähteiden matalataajuisten komponenttien ominaisuudet voivat muuttua, mikä aiheuttaa kohinaa. Korkeilla taajuuksilla hajaparametrit vaikuttavat merkittävästi kytkentäkanavan ominaisuuksiin, ja hajakapasitanssista tulee sähkömagneettisten häiriöiden kanava.
2 Ulkoiset häiriölähteet
Ulkoiset häiriölähteet voidaan jakaa tehohäiriöihin ja salamahäiriöihin, kun taas tehohäiriöitä esiintyy sekä "yhteistilassa" että "differentiaalitilassa". Samaan aikaan, koska vaihtovirtaverkko on kytketty suoraan tasasuuntaussilta- ja suodatinpiiriin, vain tulojännitteen huippuajalla on tulovirtaa puolen jakson sisällä, jolloin tulotehokerroin on erittäin alhainen (noin { {0}}.6) virtalähteestä. Lisäksi tämä virta sisältää suuren määrän harmonisia komponentteja, jotka voivat aiheuttaa harmonista "saastumista" sähköverkkoon.
