Anahtarlamalı güç kaynağındaki elektromanyetik parazitin neden analizi
Anahtarlamalı güç kaynağı, ana devre tipine göre tam köprü, yarım köprü, itme-çekme vb. olarak ayrılabilir, ancak hangi anahtarlama güç kaynağı türü olursa olsun, çalışırken güçlü gürültü üretecektir. Güç hattı üzerinden ortak modda veya diferansiyel modda iletilirler ve aynı zamanda çevredeki alana da yayılırlar. Anahtarlamalı güç kaynağı aynı zamanda güç şebekesinin istila ettiği harici gürültüye karşı da hassastır ve parazite neden olacak şekilde diğer elektronik ekipmanlara iletilir.
Anahtarlamalı güç kaynağına AC gücü girildikten sonra, yüksek frekanslı transformatörün birincil L1'ine ve anahtarlama tüpü V5'e uygulanan V1 ~ V4 köprü doğrultucuları tarafından DC voltajı Vi'ye doğrultulur. Anahtarlama tüpünün V5 tabanı, onlarca ila yüzlerce kilohertz'lik yüksek frekanslı dikdörtgen bir dalgayı girer ve tekrarlama frekansı ve görev oranı, çıkış DC voltajının (VO) gereksinimlerine göre belirlenir. Anahtar tüpü tarafından yükseltilen darbe akımı, yüksek frekans transformatörü tarafından ikincil devreye bağlanır. Yüksek frekanslı transformatörün birincil sarımlarının oranı aynı zamanda çıkış DC voltajının (VO) gerekliliği ile de belirlenir. Yüksek frekanslı darbe akımı V6 diyotu tarafından düzeltilir ve C2 tarafından filtrelenerek DC çıkış voltajı VO haline getirilir. Bu nedenle, güç kaynağının değiştirilmesi aşağıdaki bağlantılarda gürültü üreterek elektromanyetik girişim oluşturacaktır.
(1) Yüksek frekans transformatörü primeri L1, anahtarlama tüpü V5 ve filtre kapasitörü C1'den oluşan yüksek frekanslı anahtarlama akımı döngüsü, geniş alan radyasyonu üretebilir. Kapasitör filtresi yetersizse, yüksek frekanslı akım diferansiyel modda giriş AC güç kaynağına iletilecektir.
(2) Yüksek frekanslı transformatör ikincil L2, doğrultucu diyot V6 ve filtre kapasitörü C2 aynı zamanda uzay radyasyonu üretecek yüksek frekanslı bir anahtarlama akımı döngüsü oluşturur. Kondansatör filtresinin yetersiz olması durumunda, yüksek frekanslı akım, harici iletim için diferansiyel mod formunda çıkış DC voltajı ile karıştırılacaktır.
(3) Yüksek frekans transformatörünün primer ve sekonderi arasında dağıtılmış kapasitörler Cd vardır ve primerin yüksek frekans voltajı, bu dağıtılmış kapasitörler aracılığıyla doğrudan sekondere bağlanacaktır, bu da aynı şekilde ortak mod gürültüsüne neden olacaktır. ikincilin iki çıkış DC güç hattındaki faz. İki kablonun toprağa empedansı dengesizse diferansiyel mod gürültüsüne de dönüşecektir.
(4) Çıkış doğrultucu diyotu V6 ters dalgalanma akımı üretecektir. Diyot ileri yönde açıldığında PN eklemindeki yük birikecek, diyota ters gerilim uygulandığında ise biriken yük yok olup ters akım üretecektir. Anahtarlama akımının diyot tarafından düzeltilmesi gerektiğinden, diyotun açık durumdan kapalı duruma geçme süresi çok kısadır ve depolanan şarjın kısa sürede yok olması için ters akım dalgalanması meydana gelir. Yüksek frekanslı zayıflama salınımı, bir tür diferansiyel mod gürültüsü olan dağıtılmış endüktans, dağıtılmış kapasitans ve DC çıkış hattındaki dalgalanmadan kaynaklanır.
(5) Anahtar borusu V5'in yükü, endüktif bir yük olan yüksek frekanslı transformatörün birincil bobini L1'dir. Bu nedenle anahtar açılıp kapatıldığında tüpün her iki ucunda da yüksek bir darbe tepe gerilimi oluşacak ve bu gürültü giriş ve çıkış terminallerine iletilecektir.
(6) Anahtarlama tüpü V5'in toplayıcısı ile radyatör K arasında dağıtılmış bir kapasitör CI vardır, böylece yüksek frekanslı anahtarlama akımı radyatör K'ye CI'ye, ardından şasi topraklamasına ve son olarak koruyucu toprağa akacaktır. AC güç hattının PE'si şasi topraklamasına bağlanır, böylece ortak mod radyasyonu üretilir. Güç hatları L ve N'nin PE'ye karşı belirli bir empedansı vardır. Empedans dengesizse ortak mod gürültüsü diferansiyel mod gürültüsüne dönüştürülecektir.
