การสร้างและการปราบปราม EMI ในอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
ข้อเสียเปรียบที่โดดเด่นของแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์คือความสามารถในการสร้างสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรง (EMI) สัญญาณ EMI มีช่วงความถี่กว้างและแอมพลิจูดที่แน่นอน และหลังจากการนำและการแผ่รังสี สัญญาณเหล่านี้สามารถก่อให้เกิดมลพิษต่อสภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้าและทำให้เกิดการรบกวนต่ออุปกรณ์สื่อสารและผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม ตัวจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งเองจะกลายเป็นแหล่งสัญญาณรบกวน ผลกระทบของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าต่อประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพ และการใช้งานอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งกลายเป็นประเด็นร้อนที่น่ากังวลมากขึ้น บทความนี้วิเคราะห์สาเหตุและเส้นทางการแพร่กระจายของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าในแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ และเสนอมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการระงับการรบกวน
ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์คือความสามารถในการสร้างสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรง (EMI) สัญญาณ EMI มีช่วงความถี่กว้างและแอมพลิจูดที่แน่นอน และหลังจากการนำและการแผ่รังสี สัญญาณเหล่านี้สามารถก่อให้เกิดมลพิษต่อสภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้าและทำให้เกิดการรบกวนต่ออุปกรณ์สื่อสารและผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม ตัวจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งเองจะกลายเป็นแหล่งสัญญาณรบกวน ผลกระทบของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าต่อประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพ และการใช้งานอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งกลายเป็นประเด็นร้อนที่น่ากังวลมากขึ้น บทความนี้วิเคราะห์สาเหตุและเส้นทางการแพร่กระจายของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าในแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ และเสนอมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการระงับการรบกวน
1. บทนำ
ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) เป็นตัวย่อสำหรับความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าในภาษาอังกฤษ ประกอบด้วยสองความหมาย: ประการแรก รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยอุปกรณ์ระหว่างการทำงานจะต้องถูกจำกัดไว้ที่ระดับหนึ่ง ประการที่สอง ตัวอุปกรณ์จะต้องมีความสามารถในการป้องกันการรบกวน- และต้องมีองค์ประกอบสามประการ ได้แก่ แหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวน ช่องสัญญาณเชื่อมต่อ และตัวเครื่องที่ละเอียดอ่อน แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์ที่จ่ายไฟให้กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์มีความสำคัญอย่างยิ่งในการระงับสัญญาณรบกวนและรับประกันการทำงานปกติและมีเสถียรภาพของระบบอิเล็กทรอนิกส์ บทความนี้เสนอมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการปราบปรามการรบกวนโดยการวิเคราะห์แหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนและช่องสัญญาณเชื่อมต่อในแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ และเสนอวิธีการออกแบบและผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าสวิตชิ่ง
2. แหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนและช่องสัญญาณเชื่อมต่อในแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์
การเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟจะแก้ไขไฟ AC เป็นไฟ DC ก่อน ซึ่งจะถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนท่อให้เป็นความถี่สูง- หลังจากผ่านวงจรเรียงกระแสและการกรองแล้วจะได้รับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่เสถียรซึ่งมีสัญญาณรบกวนฮาร์มอนิกจำนวนมาก ในขณะเดียวกัน เนื่องจากการเหนี่ยวนำการรั่วไหลของหม้อแปลงและจุดสูงสุดที่เกิดจากกระแสการกู้คืนแบบย้อนกลับของไดโอดเอาท์พุต ระดับการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่แตกต่างกันจะถูกสร้างขึ้น การรบกวนในแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ส่วนใหญ่จะเน้นไปที่ส่วนประกอบที่มีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าและกระแสสูง (เช่น dv/dt หรือ di/dt) โดยเฉพาะท่อสวิตช์ ไดโอดเอาท์พุต และหม้อแปลงความถี่สูง- ในขณะเดียวกันความจุจรจัดสามารถส่งเสียงรบกวนจากโครงข่ายไฟฟ้าไปยังแหล่งจ่ายไฟของระบบอิเล็กทรอนิกส์ ทำให้เกิดการรบกวนต่อการทำงานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ที่นี่เราจะวิเคราะห์สาเหตุของการรบกวนหลายประการและเส้นทางคู่กัน
2.1 สัญญาณรบกวนการกรองที่สร้างขึ้นโดยวงจรเรียงกระแสเอาต์พุตและวงจรกรองของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งมักใช้วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์และวงจรกรองตัวเก็บประจุที่ปลายเอาต์พุต เนื่องจากความไม่เชิงเส้นของไดโอดเรียงกระแสและผลการจัดเก็บพลังงานของตัวเก็บประจุกรอง กระแสเอาต์พุตจึงกลายเป็นกระแสสูงสุดเป็นระยะโดยมีช่วงเวลาสั้นและค่าจุดสูงสุดสูง กระแสอินพุตที่บิดเบี้ยวนี้ไม่เพียงแต่ประกอบด้วยส่วนประกอบพื้นฐานเท่านั้น แต่ยังมีส่วนประกอบฮาร์มอนิกลำดับที่สูงกว่า-อยู่อีกมากมาย
