Nguồn và giải pháp nhiễu để chuyển đổi bộ điều hợp nguồn

Ưu điểm của các bộ điều hợp năng lượng chuyển đổi có kích thước nhỏ và hiệu quả chuyển đổi cao, nhưng vì nó hoạt động ở trạng thái chuyển đổi tần số cao, nó sẽ tạo ra các thành phần điều hòa tần số cao, và các thành phần điều hòa này sẽ tỏa ra các mạch bên ngoài và không gian thông qua các mạch và không gian, giao thoa với các thiết bị điện tử khác.

 

Có hai khía cạnh chính của nhiễu:

1. Tác động của các tín hiệu nhiễu tần số cao được tạo ra bởi chính bộ điều hợp công suất chuyển đổi đối với hoạt động bình thường của các thiết bị điện tử khác;

2. Khả năng của bộ điều hợp công suất chuyển đổi để chống nhiễu từ các tín hiệu nhiễu bên ngoài và đảm bảo hoạt động bình thường của nó, nghĩa là chống giao thoa. Một bộ chuyển đổi năng lượng chuyển đổi với sự can thiệp tốt và hiệu suất chống can thiệp sẽ có sự ổn định hoạt động tốt hơn.

 

Theo hình thức nhiễu, sự can thiệp của bộ điều hợp công suất chuyển đổi có thể được chia thành nhiễu bức xạ điện từ (EMI) và nhiễu tần số vô tuyến (RFI). Có nhiều yếu tố gây ra các nguồn nhiễu trong bộ điều hợp công suất chuyển đổi. Sau đây là một số nguồn can thiệp chính.

 

1. Giao thoa được tạo bởi ống công tắc nguồn khi ở trạng thái làm việc chuyển mạch.

Ống công tắc nguồn trong bộ điều hợp công suất chuyển đổi hoạt động ở trạng thái chuyển đổi và nó sẽ tạo ra điện áp xung và dòng xung lớn khi hoạt động. Dòng điện xung và điện áp xung chứa các thành phần sóng hài bậc cao và do độ tự cảm rò rỉ của máy biến đổi chuyển đổi và các đặc tính phục hồi của diode chỉnh lưu khi công suất công suất được tạo ra khi chuyển đổi công suất của bộ phận. Nguồn tiếng ồn của bộ chuyển đổi nguồn chuyển đổi.

 

2. Giao thoa gây ra bởi các đặc tính phục hồi của diode.

Khi diode thực hiện chỉnh lưu tần số cao, do điện dung tiếp giáp của diode, điện tích được lưu trữ trong dòng điện phía trước không thể biến mất ngay lập tức khi áp dụng điện áp ngược, sẽ tạo thành dòng ngược vốn có của diode. Khoảng thời gian này được gọi là thời gian phục hồi ngược. Tại thời điểm này, do điện áp đảo ngược lớn được áp dụng cho diode, nó sẽ tạo ra tổn thất lớn và tạo thành một nguồn nhiễu lớn.

 

Nếu tốc độ thay đổi hiện tại DI/dT của diode lớn khi dòng điện ngược hồi phục, điện áp cực đại lớn sẽ được tạo ra do độ tự cảm, đó là nhiễu phục hồi của diode. Khi DI/DT lớn, nó được gọi là phục hồi cứng và khi DI/DT nhỏ, nó được gọi là phục hồi mềm. Phục hồi mềm có thể đạt được thông qua các mạch hấp thụ hoặc công nghệ chuyển đổi cộng hưởng. Phục hồi mềm là lợi ích lớn để cải thiện độ tin cậy làm việc của bộ chuyển đổi nguồn chuyển đổi và giảm nhiễu. Vì các điốt Schottky không có hiệu ứng tích lũy chất mang, tiếng ồn phục hồi là rất nhỏ.

3. Giao thoa được tạo ra bởi cuộn dây biến áp tần số cao.

Dòng điện trong các cuộn dây biến áp tần số cao tạo thành từ thông từ, hầu hết trong số đó đi qua lõi từ tính có độ thấm cao, nhưng một phần nhỏ của thông lượng từ tính tỏa ra thông qua khoảng cách cuộn dây, trở thành cái gọi là dòng rò, sẽ tạo thành nhiễu điện từ.

 

4. Giao thoa được tạo bởi mạch lọc bộ chỉnh lưu.

Đầu đầu vào AC của bộ điều hợp nguồn chuyển đổi được kết nối với mạch lọc bộ chỉnh lưu. Góc dẫn của diode bộ chỉnh lưu là rất nhỏ, làm cho giá trị cực đại của dòng chỉnh lưu rất lớn. Dòng chỉnh lưu diode hình xung này cũng sẽ gây nhiễu.

 

Giao thoa và giải pháp chuyển đổi bộ chuyển đổi nguồn

 

Theo các yếu tố tạo ra khả năng tương thích điện từ, việc giải quyết khả năng tương thích điện từ của bộ chuyển đổi nguồn chuyển đổi có thể bắt đầu từ ba khía cạnh:

1) Giảm tín hiệu nhiễu được tạo bởi nguồn nhiễu

2) Cắt đường truyền của tín hiệu nhiễu

3) Tăng cường khả năng chống can thiệp của cơ thể bị can thiệp

 

Đối với nhiễu bên ngoài được tạo ra bởi bộ chuyển đổi nguồn chuyển đổi, chẳng hạn như dòng điều hòa dòng điện, nhiễu dẫn đường nguồn, nhiễu bức xạ trường điện từ, v.v., chỉ có thể được giải quyết bằng cách giảm nhiễu. Một mặt, việc thiết kế mạch bộ lọc đầu vào/đầu ra có thể được tăng cường, có thể cải thiện hiệu suất của mạch bù hệ số công suất hoạt động (APFC), điện áp và tốc độ thay đổi hiện tại của ống chuyển đổi và chỉnh lưu và diode tự do có thể được giảm, và các cấu trúc cấu trúc mạch chuyển mạch mềm khác nhau có thể được áp dụng; Mặt khác, hiệu ứng che chắn của vỏ có thể được tăng cường, rò rỉ khoảng cách của vỏ có thể được cải thiện và có thể xử lý căn cứ tốt.

 

Đối với khả năng chống giao thoa bên ngoài, chẳng hạn như Surge và Lightning Strike, khả năng bảo vệ sét của đầu vào AC và cổng đầu ra DC nên được tối ưu hóa. Đối với Lightning Strike, sự kết hợp của biến thể oxit kẽm và ống xả khí có thể được sử dụng để giải quyết nó. Đối với phóng điện, ống TV và bảo vệ nối đất tương ứng có thể được sử dụng, khoảng cách giữa mạch tín hiệu nhỏ và vỏ có thể được tăng lên hoặc các thiết bị có thể can thiệp chống tĩnh điện có thể được chọn để giải quyết nó. Để giảm sự can thiệp bên trong của bộ điều hợp nguồn, chúng ta nên bắt đầu từ các khía cạnh sau: chú ý đến việc nối đất một điểm của các mạch kỹ thuật số và các mạch tương tự, và nối đất một điểm của các mạch dòng điện cao và các mạch dòng điện thấp, đặc biệt là các mạch lấy mẫu hiện tại và điện áp; Hãy chú ý đến khoảng cách giữa các đường liền kề và các thuộc tính tín hiệu khi dây để tránh nhiễu xuyên âm; giảm trở kháng đường mặt đất; Giảm diện tích được bao quanh bởi các đường dây điện áp cao và dòng điện cao, đặc biệt là phía chính của máy biến áp và ống công tắc, mạch tụ điện bộ lọc nguồn; Giảm diện tích được bao quanh bởi mạch chỉnh lưu đầu ra và mạch diode tự do và mạch lọc DC; giảm độ tự cảm rò rỉ của máy biến áp và điện dung phân tán của tụ điện bộ lọc; Sử dụng tụ điện bộ lọc với tần số cộng hưởng cao, v.v.

 

Về đường dẫn truyền, tăng TUS một cách thích hợp với khả năng chống giao tiếp cao và tụ điện tần số cao, hạt ferrite và các thành phần khác để cải thiện khả năng chống giao tiếp của các mạch tín hiệu nhỏ; Mạch tín hiệu nhỏ gần với vỏ phải được cách điện đúng cách và chịu được điện áp được xử lý; Hệ thống tản nhiệt của thiết bị năng lượng và lớp che chắn điện từ của máy biến áp chính phải được nối đất đúng cách; Khu vực rộng lớn nối đất giữa các đơn vị điều khiển nên được che chắn bằng một tấm nối đất; Trên giá đỡ bộ chỉnh lưu, khớp nối điện từ giữa các bộ chỉnh lưu và bố cục nối đất của toàn bộ máy nên được xem xét để cải thiện tính ổn định của hoạt động bên trong của bộ điều hợp nguồn.

 

Chúng tôi đã thiết lập phòng thí nghiệm tương thích điện từ của riêng mình và đã được cam kết nghiên cứu về khả năng tương thích điện từ trong giai đoạn đầu phát triển các bộ điều hợp năng lượng chuyển đổi. Thông qua thiết kế bộ lọc đầu vào và đầu ra chuyên nghiệp và thiết kế bảo vệ sét, cũng như sự an toàn của toàn bộ máy, thiết kế chống tĩnh của mạch giao diện kỹ thuật số và thiết kế nhóm xung thoáng qua nhanh, thiết kế che chắn điện từ của toàn bộ cấu trúc máy là đúng, do đó, hoạt động đều ổn định. Phạm vi điện áp đầu vào AC rộng cho phép bộ chuyển đổi công suất chuyển đổi hoạt động bình thường sau khi nhiễu điện áp, sự gián đoạn điện áp thoáng qua và ngắn hạn của toàn bộ máy.