עיצוב תאימות אלקטרומגנטית של מיתוג ספק כוח
תאימות אלקטרומגנטית (EMC) של מיתוג אספקת חשמל מתייחסת לקיום משותף של מכשירים חשמליים שונים בטווח מוגבל, זמן וספקטרום מבלי לגרום לירידה בביצועים, הכוללת הפרעות אלקטרומגנטיות (EMD) ורגישות אלקטרומגנטית (EMS). EMD מתייחס לרעש הנפלט על ידי מוצרי חשמל, בעוד EMS מתייחס ליכולת של מוצרים חשמליים להתנגד להפרעות אלקטרומגנטיות חיצוניות. מכשיר עם תאימות אלקטרומגנטית טובה לא אמור להיות מושפע מהסביבה האלקטרומגנטית שמסביב או לגרום להפרעה אלקטרומגנטית.
לצינור מתג ההפעלה באספקת המתח המיתוג יש קפיצת מתח וזרם גדולים במהלך תהליך הדלקה-כיבוי בתדר גבוה, ובכך מייצרת הפרעה אלקטרומגנטית חזקה, אך טווח התדרים של ההפרעה (< 30MHz) is relatively low. The geometric size of most low-power switching power supplies is much smaller than the corresponding wavelength of 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium), and the electromagnetic disturbance phenomenon studied by switching power supply systems belongs to the range of quasi-stationary field. When studying their electromagnetic disturbance problems, the main consideration is conduction disturbance.
הפרעה אלקטרומגנטית
הדיון בהפרעה אלקטרומגנטית מתבצע בדרך כלל משלושה היבטים: המאפיינים של מקור ההפרעה, המאפיינים של ערוץ צימוד ההפרעה והמאפיינים של אובייקט מופרע.
1 ספק כוח מתג במקור ההפרעה האלקטרומגנטית הראשי
מקור הפרעות אלקטרומגנטיות באספקת חשמל מיתוג כולל בעיקר התקני מיתוג, דיודות ורכיבים פסיביים לא ליניאריים; בהחלפת ספק כוח, חיווט לא תקין של לוחות מודפסים הוא גם גורם מרכזי הגורם להפרעה אלקטרומגנטית.
הפרעה אלקטרומגנטית הנגרמת על ידי מיתוג מעגל
עבור מיתוג אספקת חשמל, ההפרעה האלקטרומגנטית שנוצרת על ידי מיתוג מעגל היא אחד ממקורות ההפרעה העיקריים של מיתוג אספקת החשמל. מעגל מיתוג הוא הליבה של מיתוג אספקת החשמל, המורכב בעיקר מצינור מיתוג ושנאי בתדר גבוה. ה-dv/dt שנוצר על ידו הוא פולס בעל משרעת גדולה, פס תדרים רחב והרמוניות עשירות. הסיבות העיקריות להפרעת דחף זו הן
1) עומס צינור המתג הוא הסליל העיקרי של שנאי בתדר גבוה, שהוא עומס אינדוקטיבי. ברגע שצינור המתג מופעל, הסליל הראשוני מייצר זרם פריצה גדול, ומתח שיא נחשול גבוה מופיע בשני הקצוות של הסליל הראשוני. ברגע שבו צינור המתג כבוי, חלק מהאנרגיה לא מועבר מהסליל הראשוני לסליל המשני בגלל שטף הדליפה של הסליל הראשוני, וחלק זה של האנרגיה האגור במשרן יוצר תנודת הנחתה עם קוצים עם הקבלים והנגדים במעגל האספנים, ויוצבו על מתח הכיבוי ליצירת ספייק מתח כיבוי. הפסקה זו של מתח אספקת החשמל תיצור את אותו זרם חולף דחף מגנטיזציה כמו בעת הפעלת הסליל הראשוני, ורעש זה יועבר אל מסופי הכניסה והיציאה, וכתוצאה מכך הפרעה בהולכה, ובמקרה הגרוע ביותר, הוא עלול להתקלקל. צינור המתג.
2) לולאת זרם המיתוג בתדר גבוה המורכבת מסליל ראשי של שנאי דופק, צינור מיתוג וקבל מסנן עשויה לייצר קרינת חלל גדולה וליצור הפרעת קרינה. אם כושר הסינון של הקבל אינו מספיק או שמאפייני התדר הגבוה אינם טובים, עכבת התדר הגבוה על הקבל תוביל את הזרם בתדר גבוה לאספקת החשמל AC במצב דיפרנציאלי ליצירת הפרעת הולכה.
הפרעה אלקטרומגנטית הנגרמת על ידי מעגל מיישר דיודה
ה- |di/dt| מזרם ההתאוששות ההפוכה הנוצר על ידי דיודת המיישר במעגל הראשי קטן בהרבה מזה של דיודת גלגל התנופה. כמקור הפרעה אלקטרומגנטית, עוצמת ההפרעה הנגרמת על ידי זרם ההתאוששות ההפוכה של דיודת המיישר היא גדולה ופס התדרים רחב. קפיצת המתח שנוצרת על ידי דיודת המיישר קטנה בהרבה מזו שנוצרת כאשר צינור מתג ההפעלה באספקת החשמל מופעל ומכבה. לכן, ניתן ללמוד את מעגל המיישר כחלק מערוץ צימוד ההפרעות האלקטרומגנטיות, ללא קשר להשפעה של |dv/dt| ו- |di/dt| מיוצר על ידי דיודות מיישר.
הקשר בין dv/dt לגודל עומס
Dv/dt שנוצר כאשר צינור מתג ההפעלה מופעל ומכבה הוא מקור ההפרעה העיקרי של מיתוג אספקת החשמל. ניתוח תיאורטי וניסויים מראים שהערך של |dv/dt| שנוצר על ידי כיבוי עולה עם עליית העומס, אך לשינוי העומס יש השפעה מועטה על |dv/dt| נדלק. כי ה- |dv/dt| הנוצר בעת הפעלה וכיבוי שונה, גם דופק ההפרעה הנוצר חיצוני שונה.
