יצירה ודיכוי של הפרעות אלקטרומגנטיות במיתוג אספקת חשמל
Electromagneticcompatibility EMC הוא קיצור של תאימות אלקטרומגנטית באנגלית. הוא כולל שתי משמעויות. ראשית, יש להגביל את הקרינה האלקטרומגנטית שנוצרת מהציוד בעבודה לרמה מסוימת. שנית, הציוד עצמו חייב להיות בעל יכולת מסוימת נגד הפרעות. עליו לכלול שלושה אלמנטים: מקור הפרעה, ערוץ צימוד וגוף רגיש. דיכוי ההפרעות על ידי החלפת ספק כוח למעגלים אלקטרוניים הוא בעל משמעות רבה כדי להבטיח את הפעולה התקינה והיציבה של מערכות אלקטרוניות. על ידי ניתוח מקורות ההפרעה ותעלות הצימוד במיתוג אספקת החשמל, מאמר זה מציג אמצעים יעילים לדיכוי הפרעות. שיטת התכנון והייצור של מיתוג שנאי אספקת החשמל מוצעים.
מקורות הפרעות ותעלות צימוד במיתוג ספק כוח
ספק הכוח המיתוג מיישר תחילה את זרם החילופין של תדר הכוח לזרם ישר, לאחר מכן משנה אותו לתדר גבוה באמצעות השליטה של צינור המיתוג, ולאחר מכן מוציא אותו דרך מעגל מסנן היישור כדי לקבל מתח זרם ישר יציב, כך שהוא מכיל הרבה הפרעות הרמוניות. יחד עם זאת, עקב השראות הדליפה של השנאי והשיא הנגרם מזרם ההתאוששות ההפוכה של דיודת המוצא, תיווצר הפרעות אלקטרומגנטיות בדרגות שונות. ההפרעה במיתוג אספקת החשמל מתרכזת בעיקר ברכיבים בעלי מתח וזרם גדולים (כלומר, dv/dt או di/dt גדולים), במיוחד צינורות מיתוג, דיודות מוצא ושנאים בתדר גבוה. במקביל, הקיבול התועה יוביל את הרעש של רשת החשמל לאספקת החשמל של המערכת האלקטרונית ויפריע לעבודת המעגל האלקטרוני. כאן, הבה ננתח את הגורמים למספר סוגים של הפרעות ואת נתיבי הצימוד שלהם.
הפרעות הסינון שנוצרות על ידי מעגל מסנן מיישר הפלט מאמצת בדרך כלל את מעגל מסנן הגשר וקבלים בקצה הפלט של מיתוג אספקת החשמל. בגלל חוסר הלינאריות של דיודת המיישר ופונקציית אחסון האנרגיה של קבל המסנן, זרם המוצא הופך לזרם שיא תקופתי עם זמן קצר וערך שיא גבוה. זרם הכניסה המעוות הזה, מלבד הגל הבסיסי, מכיל גם רכיבים הרמוניים גבוהים יותר.
הפרעות שנוצרות על ידי מיתוג מעגל
הליבה של מעגל המיתוג היא גם אחד ממקורות ההפרעה העיקריים, המורכב בעיקר מצינור מיתוג ושנאי בתדר גבוה. ל-dv/dt שנוצר על ידי צינור המתג יש פולס גדול, פס תדרים רחב והרמוניות עשירות. הסיבות העיקריות להפרעות דופק זו הן:
(1) ברגע בו מופעלת צינור המתג, הפיתול הראשוני של השנאי יוצר זרם כניסת גדול, ומתח שיא נחשולים גבוה מופיע בשני קצוות הפיתול הראשוני; ברגע שהמתג כבוי, חלק מהאנרגיה לא מועבר מהסליל הראשוני לסליל המשני בגלל שטף הדליפה של הסליל הראשוני, וחלק זה של האנרגיה האגור בשראות הדליפה יהווה תנודת הנחתה עם שיא עם הקיבול וההתנגדות בין האלקטרודות של צינור המתג עצמו, והוא יונח על מתח הכיבוי של צינור המתג כדי ליצור מתח שיא כיבוי. רעש זה יועבר למסופי הקלט והיציאה, ויוצר הפרעות מוליכות.
(2) כאשר דיודת המוצא מופעלת בכיוון קדימה, המטען בצומת PN מצטבר, וכאשר הדיודה מופעלת במתח הפוך, המטען המצטבר ייעלם ויווצר זרם הפוך. מכיוון שהתדר של V במעגל המיישר המשני הוא גבוה מאוד בעת מיתוג, כלומר, הזמן מהדלקה לכבוי הוא קצר מאוד, והגל של זרם הפוך יתרחש אם המטען המאוחסן ייעלם תוך זמן קצר. עקב קיומם של קיבול מבוזר והשראות מבוזרת במוצא DC, ההפרעה הנגרמת על ידי נחשול הופכת להנחתה בתדר גבוה והפחתת תנודות.
(3) לולאת זרם המיתוג בתדר גבוה המורכבת מסליל ראשוני של שנאי בתדר גבוה, צינור מיתוג וקבל מסנן עשויה ליצור קרינת חלל גדולה וליצור הפרעות קרינה.
ערוץ צימוד הפרעות
בשל הקיבול התועה בין הפיתולים הראשוניים של השנאי, ההפרעה במצב משותף שנוצר על ידי מעגל המיתוג מתפשטת דרך השנאי בצדים הראשוניים והמשניים. באופן השוואתי, נתיב ההפרעות במצב דיפרנציאלי הוא פשוט וקל לטיפול. מאמר זה מציג בעיקר את היצירה והדיכוי של הפרעות במצב נפוץ.
