Anahtarlamalı Güç Kaynakları için Elektromanyetik Uyumluluk Tasarım Yöntemlerinin Analizi
Anahtarlamalı güç kaynakları küçük boyutları ve yüksek güç faktörü gibi avantajlarından dolayı iletişim, kontrol, bilgisayar ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak elektromanyetik girişimin oluşması nedeniyle daha sonraki uygulamaları bir dereceye kadar sınırlıdır. Bu makale, güç kaynaklarının değiştirilmesindeki çeşitli elektromanyetik girişim mekanizmalarını analiz edecek ve buna dayanarak, güç kaynaklarının değiştirilmesi için bir elektromanyetik uyumluluk tasarım yöntemi önerecektir.
Anahtarlamalı Güç Kaynaklarında Elektromanyetik Parazit Analizi
Anahtarlamalı güç kaynağının yapısı Şekil 1'de gösterilmektedir. İlk olarak, AC güç frekansı DC'ye doğrultulur, ardından yüksek frekansa çevrilir ve son olarak kararlı bir DC voltajı elde etmek için bir düzeltme ve filtreleme devresi aracılığıyla çıkış yapılır. Mantıksız devre tasarımı ve düzeni, mekanik titreşim, zayıf topraklama vb. gibi faktörlerin tümü dahili elektromanyetik girişim oluşturabilir. Aynı zamanda, transformatörün kaçak endüktansı ve çıkış diyotunun ters toparlanma akımının neden olduğu tepe noktası da potansiyel güçlü girişim kaynaklarıdır.
Dahili girişim kaynağı
● Anahtarlama devresi
Anahtarlama devresi esas olarak anahtarlama tüplerinden ve yüksek frekanslı transformatörlerden oluşur. Anahtar tüpü ile ısı emicisi, kabuk ve güç kaynağının içindeki kablolar arasında dağıtılmış bir kapasitans vardır. Onun ürettiği du/dt, geniş bir darbe genliğine, geniş bir frekans bandına ve zengin harmoniklere sahiptir. Anahtar tüpü yükü, yüksek frekanslı bir transformatörün birincil bobinidir ve endüktif bir yüktür. Başlangıçta iletken olan anahtar kapatıldığında, yüksek frekans transformatörünün kaçak endüktansı, toplayıcının akım değişim hızı ve kaçak endüktansla orantılı olan bir geri elektromotor kuvveti E=- Ldi/dt üretir. Bir kapanma voltajı tepe noktası oluşturmak için kapanma voltajının üzerine bindirilir, böylece iletken girişim oluşur.
● Doğrultucu devreler için doğrultucu diyotlar
Çıkış doğrultucu diyodu kesildiğinde ters bir akım oluşur ve sıfıra ulaşması için gereken süre bağlantı kapasitansı gibi faktörlerle ilişkilidir. Transformatör kaçak endüktansı ve diğer dağıtım parametrelerinin etkisi altında önemli di/dt akım değişiklikleri üreterek onlarca megahertz'e kadar frekansta güçlü yüksek frekanslı girişime neden olur.
● Kaçak parametreler
Daha yüksek frekanslarda çalışma nedeniyle anahtarlamalı güç kaynaklarındaki düşük frekanslı bileşenlerin özellikleri değişerek gürültüye neden olabilir. Yüksek frekanslarda başıboş parametreler, bağlantı kanalının özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir ve dağıtılmış kapasitans, elektromanyetik girişim için kanal haline gelir.
2 Harici girişim kaynakları
Harici girişim kaynakları, güç girişimi ve yıldırım girişimi olarak ikiye ayrılabilir; güç girişimi ise hem "ortak mod" hem de "diferansiyel mod" modlarında mevcuttur. Aynı zamanda, AC güç şebekesinin redresör köprüsüne ve filtre devresine doğrudan bağlanması nedeniyle, giriş voltajının yalnızca tepe süresi yarım döngü içinde giriş akımına sahiptir, bu da çok düşük bir giriş güç faktörüne (yaklaşık olarak { {0}}.6) güç kaynağının. Üstelik bu akım, elektrik şebekesinde harmonik "kirliliğe" neden olabilecek büyük miktarda harmonik bileşen içerir.
