การวิเคราะห์วิธีการออกแบบความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสาร การควบคุม คอมพิวเตอร์ และสาขาอื่นๆ เนื่องจากมีข้อดี เช่น ขนาดที่เล็กและตัวประกอบกำลังสูง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า การประยุกต์ใช้งานเพิ่มเติมจึงถูกจำกัดอยู่บ้าง บทความนี้จะวิเคราะห์กลไกต่างๆ ของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าในการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง และจากข้อมูลนี้ จะเสนอวิธีการออกแบบความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
การวิเคราะห์การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าในอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
โครงสร้างของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งแสดงในรูปที่ 1 ประการแรก ความถี่พลังงาน AC จะถูกแก้ไขเป็น DC จากนั้นกลับด้านเป็นความถี่สูง และสุดท้ายจะส่งออกผ่านวงจรเรียงกระแสและการกรองเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่เสถียร การออกแบบและการจัดวางวงจรที่ไม่สมเหตุสมผล การสั่นสะเทือนทางกล การต่อสายดินที่ไม่ดี ฯลฯ ล้วนสามารถก่อให้เกิดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าภายในได้ ในเวลาเดียวกัน ความเหนี่ยวนำการรั่วไหลของหม้อแปลงและจุดสูงสุดที่เกิดจากกระแสการกู้คืนแบบย้อนกลับของไดโอดเอาท์พุตก็เป็นแหล่งสัญญาณรบกวนที่รุนแรงเช่นกัน
แหล่งสัญญาณรบกวนภายใน
● วงจรสวิตชิ่ง
วงจรสวิตชิ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยท่อสวิตชิ่งและหม้อแปลงความถี่สูง มีความจุไฟฟ้าแบบกระจายระหว่างท่อสวิตช์และตัวระบายความร้อน เปลือก และสายไฟภายในแหล่งจ่ายไฟ du/dt ที่สร้างขึ้นจะมีพัลส์แอมพลิจูดขนาดใหญ่ ย่านความถี่กว้าง และฮาร์โมนิคที่สมบูรณ์ โหลดของท่อสวิตช์เป็นขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงความถี่สูงและเป็นโหลดแบบเหนี่ยวนำ เมื่อสวิตช์ตัวนำเดิมปิดอยู่ ความเหนี่ยวนำการรั่วไหลของหม้อแปลงความถี่สูงจะสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับ E=- Ldi/dt ซึ่งเป็นสัดส่วนกับอัตราการเปลี่ยนแปลงปัจจุบันของตัวสะสมและความเหนี่ยวนำการรั่วไหล มันถูกวางทับบนแรงดันไฟฟ้าที่ปิดเพื่อสร้างจุดสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าที่ปิด ซึ่งทำให้เกิดสัญญาณรบกวนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า
● ไดโอดเรียงกระแสสำหรับวงจรเรียงกระแส
เมื่อเอาต์พุตวงจรเรียงกระแสไดโอดถูกตัด จะมีกระแสย้อนกลับ และเวลาที่ใช้ในการกลับคืนสู่ศูนย์จะสัมพันธ์กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความจุของจุดแยก มันจะสร้างการเปลี่ยนแปลงกระแสที่สำคัญ di/dt ภายใต้อิทธิพลของตัวเหนี่ยวนำการรั่วไหลของหม้อแปลงและพารามิเตอร์การกระจายอื่นๆ ส่งผลให้เกิดการรบกวนความถี่สูงที่รุนแรง ด้วยความถี่สูงถึงสิบเมกะเฮิรตซ์
● พารามิเตอร์หลงทาง
เนื่องจากการทำงานที่ความถี่สูงกว่า ลักษณะของส่วนประกอบความถี่ต่ำในการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งอาจมีการเปลี่ยนแปลง ส่งผลให้เกิดเสียงรบกวน ที่ความถี่สูง พารามิเตอร์ที่หลงทางมีผลกระทบอย่างมากต่อลักษณะของช่องสัญญาณเชื่อมต่อ และความจุแบบกระจายจะกลายเป็นช่องสัญญาณสำหรับการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า
2 แหล่งสัญญาณรบกวนภายนอก
แหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนภายนอกสามารถแบ่งออกเป็นการรบกวนกำลังและการรบกวนฟ้าผ่า ในขณะที่การรบกวนกำลังมีอยู่ในทั้งโหมด "โหมดทั่วไป" และ "โหมดดิฟเฟอเรนเชียล" ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากการเชื่อมต่อโดยตรงของโครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับกับบริดจ์วงจรเรียงกระแสและวงจรตัวกรอง เฉพาะเวลาสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าอินพุตเท่านั้นที่มีกระแสอินพุตภายในครึ่งรอบ ส่งผลให้ตัวประกอบกำลังอินพุตต่ำมาก (ประมาณ { {0}}.6) ของแหล่งจ่ายไฟ นอกจากนี้ กระแสนี้ยังมีส่วนประกอบฮาร์มอนิกจำนวนมาก ซึ่งสามารถทำให้เกิด "มลพิษ" ฮาร์มอนิกกับโครงข่ายไฟฟ้าได้
