เทคโนโลยีความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟสลับ
สาเหตุของปัญหาความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟค่อนข้างซับซ้อนเนื่องจากทำงานภายใต้สภาวะการสลับไฟฟ้าแรงสูงและกระแสสูง ในแง่ของคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าของเครื่องทั้งหมด ส่วนใหญ่แล้วจะมีการเชื่อมต่อแบบอิมพีแดนซ์ทั่วไป, การมีเพศสัมพันธ์แบบเส้นต่อเส้น, การมีเพศสัมพันธ์สนามไฟฟ้า, การมีเพศสัมพันธ์สนามแม่เหล็ก และการมีเพศสัมพันธ์ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คัปปลิ้งอิมพีแดนซ์ร่วมส่วนใหญ่เป็นอิมพีแดนซ์ร่วมทางไฟฟ้าระหว่างแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนกับร่างกายที่ถูกรบกวน ซึ่งสัญญาณรบกวนผ่านเข้าสู่ร่างกายที่ถูกรบกวน การมีเพศสัมพันธ์แบบไลน์ทูไลน์ส่วนใหญ่เป็นการต่อสายไฟหรือสาย PCB เข้าด้วยกันซึ่งสร้างแรงดันและกระแสไฟฟ้ารบกวนเนื่องจากการเดินสายแบบขนาน การมีเพศสัมพันธ์ของสนามไฟฟ้ามีสาเหตุหลักมาจากการมีอยู่ของความต่างศักย์ ซึ่งสร้างการมีเพศสัมพันธ์ของสนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำกับร่างกายที่ถูกรบกวน การมีเพศสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กส่วนใหญ่หมายถึงการมีเพศสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็กความถี่ต่ำที่สร้างขึ้นใกล้กับสายไฟพัลส์กระแสสูงกับวัตถุรบกวน การควบรวมสนามแม่เหล็กไฟฟ้ามีสาเหตุหลักมาจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงที่สร้างขึ้นโดยแรงดันหรือกระแสที่เต้นเป็นจังหวะซึ่งแผ่ออกไปภายนอกผ่านอวกาศ และการต่อพ่วงกับวัตถุที่ถูกรบกวนที่เกี่ยวข้อง ในความเป็นจริง วิธีการต่อพ่วงแต่ละวิธีไม่สามารถแยกความแตกต่างได้อย่างชัดเจน แต่เน้นต่างกัน
ในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ท่อสวิตชิ่งหลักทำงานในโหมดสวิตชิ่งความถี่สูงที่แรงดันไฟฟ้าสูงมาก แรงดันสลับและกระแสสลับมีค่าใกล้เคียงกับคลื่นสี่เหลี่ยม จากการวิเคราะห์สเปกตรัม สัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมประกอบด้วยฮาร์มอนิกลำดับสูงที่อุดมสมบูรณ์ สเปกตรัมความถี่ของฮาร์มอนิกที่สูงขึ้นสามารถเข้าถึงความถี่คลื่นสี่เหลี่ยมได้มากกว่า 1,000 เท่า ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากการเหนี่ยวนำการรั่วไหลและความจุแบบกระจายของหม้อแปลงไฟฟ้าและสถานะการทำงานที่ไม่เหมาะของอุปกรณ์สวิตชิ่งหลัก ความถี่สูงและความถี่สูงและการสั่นของฮาร์มอนิกสูงสุดแรงดันสูงมักเกิดขึ้นเมื่อเปิดหรือปิดความถี่สูง . ฮาร์มอนิกที่สูงขึ้นซึ่งเกิดจากการสั่นของฮาร์มอนิกจะถูกส่งไปยังวงจรภายในผ่านความจุแบบกระจายระหว่างท่อสวิตช์และหม้อน้ำหรือแผ่กระจายไปยังช่องว่างผ่านหม้อน้ำและหม้อแปลง ไดโอดสวิตชิ่งที่ใช้สำหรับการแก้ไขและการหมุนรอบตัวเองยังเป็นสาเหตุสำคัญของการรบกวนความถี่สูงอีกด้วย เนื่องจากไดโอดเรียงกระแสและขับอิสระทำงานในสถานะสวิตชิ่งความถี่สูง การมีอยู่ของการเหนี่ยวนำแบบกาฝากของตะกั่วของไดโอด การมีอยู่ของความจุไฟฟ้าแยก และอิทธิพลของกระแสย้อนกลับทำให้มันทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูงมากและ อัตราการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันและสร้างการสั่นความถี่สูง โดยทั่วไปแล้วไดโอดสัตยาบันและวงจรอิสระจะอยู่ใกล้กับสายเอาท์พุตของแหล่งจ่ายไฟมากกว่า และการรบกวนความถี่สูงที่เกิดจากพวกมันมักจะถูกส่งผ่านสายเอาท์พุต DC เพื่อปรับปรุงตัวประกอบกำลังไฟฟ้า แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจะใช้วงจรแก้ไขตัวประกอบกำลังที่ใช้งานอยู่ ในเวลาเดียวกัน เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของวงจร และลดความเครียดทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้า จึงใช้เทคโนโลยีซอฟต์สวิตชิ่งจำนวนมาก ในหมู่พวกเขา เทคโนโลยีการสลับแรงดันเป็นศูนย์ กระแสเป็นศูนย์ หรือแรงดันเป็นศูนย์/กระแสเป็นศูนย์ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เทคโนโลยีนี้ช่วยลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากอุปกรณ์สวิตช์ได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม วงจรดูดซับแบบไม่ทำลายซอฟต์สวิตชิ่งส่วนใหญ่ใช้ L และ C สำหรับการถ่ายโอนพลังงาน และใช้การนำไฟฟ้าทิศทางเดียวของไดโอดเพื่อให้เกิดการแปลงพลังงานในทิศทางเดียว ดังนั้นไดโอดในวงจรเรโซแนนซ์จึงกลายเป็นแหล่งสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่สำคัญ
โดยทั่วไปแล้วสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายจะใช้ตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุที่เก็บพลังงานเพื่อสร้างวงจรกรอง L และ C เพื่อกรองสัญญาณรบกวนโหมดดิฟเฟอเรนเชียลและทั่วไป เนื่องจากความจุไฟฟ้าแบบกระจายของขดลวดเหนี่ยวนำ ความถี่ในตัวเองของขดลวดเหนี่ยวนำจึงลดลง เพื่อให้สัญญาณรบกวนความถี่สูงจำนวนมากผ่านขดลวดเหนี่ยวนำและเผยแพร่ออกไปตามสายไฟ AC หรือเอาต์พุต DC เส้น. เมื่อความถี่ของสัญญาณรบกวนเพิ่มขึ้น ผลของการเหนี่ยวนำตะกั่วของตัวเก็บประจุตัวกรองทำให้ความจุและผลการกรองลดลงอย่างต่อเนื่อง และยังนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ของตัวเก็บประจุ ซึ่งเป็นสาเหตุของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย
โซลูชันสำหรับความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า
จากมุมมองขององค์ประกอบสามประการของความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อแก้ปัญหาความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง เราสามารถเริ่มจากสามด้าน: ประการแรก ลดสัญญาณรบกวนที่เกิดจากแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวน ประการที่สอง ตัดเส้นทางการแพร่กระจายของสัญญาณรบกวน ประการที่สาม เพิ่มความสามารถในการต่อต้านการล่วงละเมิดของร่างกายที่ถูกคุกคาม เมื่อแก้ไขความเข้ากันได้ภายในของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง สามารถใช้สามวิธีข้างต้นได้อย่างครอบคลุม โดยพิจารณาจากอัตราส่วนต้นทุนต่อผลประโยชน์และความง่ายในการใช้งาน ดังนั้น การรบกวนภายนอกที่เกิดจากการเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟ เช่น กระแสฮาร์มอนิกของสายไฟ การรบกวนการนำไฟฟ้าของสายไฟ และการรบกวนการแผ่รังสีของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถแก้ไขได้โดยการลดแหล่งที่มาของการรบกวนเท่านั้น ในแง่หนึ่ง มันสามารถปรับปรุงการออกแบบของวงจรตัวกรองอินพุต/เอาต์พุต ปรับปรุงประสิทธิภาพของวงจร APFC ลดแรงดันและอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสของสวิตช์หลอด วงจรเรียงกระแส และไดโอดอิสระ และนำโทโพโลยีของวงจรสวิตชิ่งแบบอ่อนต่างๆ และวิธีการควบคุม เป็นต้น; ในอีกด้านหนึ่ง เสริมสร้างผลการป้องกันของปลอก ปรับปรุงการรั่วไหลของช่องว่างของปลอก และดำเนินการรักษาสายดินที่ดี สำหรับความสามารถในการป้องกันการรบกวนภายนอก (เช่น ไฟกระชากและฟ้าผ่า) ควรปรับความสามารถในการป้องกันฟ้าผ่าของพอร์ตอินพุต AC และเอาต์พุต DC โดยปกติแล้ว สำหรับรูปคลื่นฟ้าผ่ารวมกันที่แรงดันวงจรเปิด 1.2/50μs และกระแสไฟฟ้าลัดวงจร 8/20μs เนื่องจากพลังงานเพียงเล็กน้อย มักจะแก้ไขได้โดยการรวมวาริสเตอร์ซิงค์ออกไซด์และท่อแก๊สสี่เหลี่ยมจัตุรัสเข้าด้วยกัน สำหรับการคายประจุไฟฟ้าสถิต โดยปกติจะอยู่ในวงจรสัญญาณขนาดเล็กของพอร์ตสื่อสารและพอร์ตควบคุม ให้ใช้ท่อ TVS และการป้องกันสายดินที่สอดคล้องกัน เพิ่มระยะห่างทางไฟฟ้าระหว่างวงจรสัญญาณขนาดเล็กและแชสซี เป็นต้น เพื่อแก้ปัญหาหรือเลือกอุปกรณ์ที่มีการป้องกัน การรบกวนแบบคงที่ สัญญาณชั่วคราวที่รวดเร็วมีสเปกตรัมความถี่ที่กว้างมาก และง่ายต่อการผ่านเข้าสู่วงจรควบคุมในรูปแบบของโหมดทั่วไป วิธีการเดียวกันกับการป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ถูกนำมาใช้เพื่อลดความจุแบบกระจายของตัวเหนี่ยวนำโหมดร่วมและเสริมความแข็งแกร่งให้กับการกรองสัญญาณโหมดทั่วไปของวงจรอินพุต (รวมถึงตัวเก็บประจุโหมดร่วมหรือแกนเฟอร์ไรต์ที่สูญเสียการแทรก ฯลฯ) เพื่อปรับปรุงภูมิคุ้มกัน ของระบบ
เพื่อลดการรบกวนภายในของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ตระหนักถึงความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของตัวเอง และปรับปรุงความเสถียรและความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ควรเริ่มต้นประเด็นต่อไปนี้:
①ให้ความสนใจกับการแบ่งวงจรดิจิตอลและวงจรโมดูลวงจร PCB ที่ถูกต้อง
②การแยกวงจรดิจิตอลและแหล่งจ่ายไฟของวงจรอนาล็อก
③การต่อลงดินแบบจุดเดียวของวงจรดิจิตอลและวงจรแอนะล็อก การต่อลงดินแบบจุดเดียวของวงจรกระแสสูงและวงจรกระแสต่ำ โดยเฉพาะวงจรสุ่มตัวอย่างกระแสและแรงดัน เพื่อลดการรบกวนความต้านทานทั่วไปและอิทธิพลของวงแหวนกราวด์ เมื่อเดินสายไฟ ให้ใส่ใจกับระยะห่างระหว่างสายที่อยู่ติดกันและคุณสมบัติของสัญญาณ หลีกเลี่ยงการครอสทอล์ค ลดพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยวงจรเรียงกระแสเอาต์พุต วงจรไดโอดอิสระและวงจรกรองสาขา ลดการรั่วไหลของหม้อแปลง ความจุแบบกระจายของ กรองตัวเหนี่ยวนำ และใช้ตัวเก็บประจุกรองที่มีความถี่เรโซแนนซ์สูง
