Technologies

News information

Làm thế nào để ngăn chặn gợn sóng cung cấp điện khi chuyển mạch và EMI để cải thiện hiệu suất tổng thể của nguồn điện

Phát hành vào : 6 thg 6, 2022
Làm thế nào để ngăn chặn gợn sóng cung cấp điện khi chuyển mạch và EMI để cải thiện hiệu suất tổng thể của nguồn điện
ST PWM IC MOSFET
Nguồn điện chuyển mạch thường bao gồm một IC điều khiển PWM điều chế độ rộng xung và một MOSFET, điều khiển tỷ lệ thời gian của ống chuyển mạch để duy trì điện áp đầu ra ổn định. Do giảm số vòng cuộn dây sắt và khối lượng lõi sắt nên tổn hao nguồn điện đóng cắt rất ít, hiệu suất nói chung cao, nhìn chung hiệu suất nguồn điện đạt 90%. Cùng với kích thước nhỏ và sản lượng ổn định, nó có lợi thế rõ ràng về nhiều mặt.
Nhưng ở một góc độ khác, khuyết điểm của nó cũng lộ rõ. Các vấn đề như mạch phức tạp, nhiễu nguồn điện cao, đáp ứng thoáng qua không đủ, gợn đầu ra phức tạp và dễ gây nhiễu điện từ cũng đang ở phía trước. Những thiếu sót này phát sinh từ đâu và làm thế nào để tránh chúng?
 
Ngăn chặn gợn sóng và cải thiện hiệu suất tổng thể của việc chuyển đổi nguồn điện
 
Ripple có thể gây ra nhiều mối nguy hiểm khác nhau đối với mạch điện và nó cực kỳ nguy hiểm đối với mạch điện. Trước hết, một khi tạo ra gợn sóng rất dễ gây ra sóng hài, chính điều này sẽ gây hại cho bản mạch và làm giảm hiệu suất của bộ nguồn. Độ gợn sóng cao hơn có thể gây ra các dòng điện phá hủy trực tiếp mạch điện. Ngay cả khi mạch không bị phá hủy trực tiếp, nó sẽ gây trở ngại lớn cho mối quan hệ logic của mạch số và ảnh hưởng đến hoạt động.
 
Ripple đầu ra của nguồn điện chuyển mạch chủ yếu đến từ gợn sóng đầu ra tần số thấp còn lại, gợn sóng tần số cao có cùng tần số cao với hoạt động chuyển mạch, nhiễu gợn sóng chế độ chung do ký sinh trùng gây ra, sóng siêu cao tiếng ồn cộng hưởng tần số của việc chuyển đổi thiết bị nguồn và điều khiển điều chỉnh vòng kín. tiếng ồn gợn. Gợn sóng đầu ra tần số thấp còn lại là do dung lượng tụ lọc của mạch đầu ra không đạt yêu cầu. Cách để triệt tiêu loại gợn sóng này tương đối đơn giản, bằng cách tăng tụ điện đầu ra hoặc giảm ESR song song. Độ gợn sóng do kiểm soát quy định vòng kín mang lại có thể được cải thiện trực tiếp trên các thông số của bộ điều chỉnh, điều này cũng dễ đạt được hơn.
 
Sự gợn sóng tần số cao có cùng tần số cao với hoạt động chuyển mạch xảy ra khi thiết bị nguồn được sử dụng để thực hiện chuyển đổi tần số cao, chỉnh lưu và lọc điện áp DC đầu vào, sau đó nhận ra đầu ra được điều chỉnh, điều này chủ yếu liên quan đến tần số chuyển đổi của nguồn điện chuyển đổi, cấu trúc và các thông số của bộ lọc đầu ra. Muốn triệt tiêu cũng bắt đầu từ tần số chuyển đổi của bộ nguồn đóng cắt, cấu tạo và các thông số của bộ lọc đầu ra. Tăng bộ lọc tần số cao đầu ra hoặc sử dụng bộ lọc nhiều giai đoạn có thể triệt tiêu gợn sóng tốt hơn. dao động trong cuộn cảm.
 
Có nhiều nơi tồn tại điện dung ký sinh và điện cảm ký sinh. Điện dung ký sinh giữa thiết bị điện và máy biến áp, điện cảm ký sinh của dây dẫn và nhiễu gợn sóng phương thức phổ biến do ký sinh trùng gây ra cần được loại bỏ (triệt tiêu) bằng bộ lọc EMI được thiết kế đặc biệt. Điốt với hiệu suất phục hồi ngược tốt hơn cũng rất hữu ích.
1
(ST)
Tiếng ồn cộng hưởng tần số siêu cao do thiết bị nguồn tạo ra trong quá trình đóng cắt phức tạp hơn, không chỉ liên quan đến điện dung mối nối mà còn liên quan chặt chẽ đến độ tự cảm rò rỉ của máy biến áp và các thông số phân phối của nguồn điện đóng cắt. Bố trí PCB hợp lý có thể mang lại cho toàn bộ hệ thống mạch độ ổn định cao hơn bất cứ lúc nào, đây là nguyên tắc quan trọng khi giải quyết những gợn sóng như vậy.
 
Giảm điện dung phân bố là một hướng chính để triệt tiêu tiếng ồn cộng hưởng tần số siêu cao. Cụ thể, phương pháp có thể giảm điện dung phân bố giữa ống công tắc và bộ tản nhiệt bằng cách sử dụng chất nền được che chắn hoặc giảm cuộn dây càng nhiều càng tốt bằng cách cải thiện quá trình và cấu trúc cuộn dây.điện dung phân bố giữa. Việc lựa chọn diode và công tắc cũng rất quan trọng, điện dung tiếp giáp của công tắc sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ ồn, tốt nhất nên chọn diode có đặc tính phục hồi mềm để giảm nhiễu cộng hưởng tần số cực cao càng tốt. .
 
Ngoài ra, sự thay đổi nhiệt độ sẽ làm thay đổi các thông số của máy, ảnh hưởng đến độ gợn sóng cũng cần được chú ý.
 
EMI hư hỏng của nguồn điện chuyển đổi
 
EMI sẽ tồn tại trong bất kỳ hệ thống điện tử nào. Trong bộ nguồn chuyển mạch, trong quá trình chuyển mạch của bóng bán dẫn và điốt, dòng điện thay đổi rất nhiều trong thời gian tăng và giảm, và rất dễ dàng tạo ra năng lượng tần số vô tuyến để tạo thành nguồn gây nhiễu . Trên các linh kiện như ống chuyển mạch, điốt, máy biến áp cao tần rất dễ sinh ra nguồn nhiễu, tín hiệu EMI của bộ nguồn chuyển mạch chiếm dải tần rộng và có biên độ nhất định.
 
Chúng tôi luôn cố gắng triệt tiêu EMI nhiều nhất có thể và có nhiều công nghệ để triệt tiêu EMI. Công nghệ lọc, công nghệ che chắn, công nghệ niêm phong và công nghệ nối đất thường được sử dụng để điều khiển EMI trong chuyển đổi nguồn điện là tương đối phổ biến. Trong quá trình đóng cắt của ống và diode đóng cắt, do sự tồn tại của điện cảm rò biến áp và điện cảm đường dây nên rất dễ tạo ra điện áp đỉnh, thông thường phương pháp sử dụng trong trường hợp này là sử dụng mạch vòng hấp thụ RC / RCD, cải thiện đáng kể dạng sóng chuyển mạch.
 
Giảm du / dt khi bật và tắt công tắc nguồn là một phần quan trọng để ngăn chặn sự can thiệp của nguồn điện chuyển mạch. Trên cơ sở của mạch chuyển mạch, thêm một điện cảm nhỏ, điện dung và các phần tử cộng hưởng khác có thể tạo thành một mạch chuyển mạch mềm. Mạch chuyển mạch mềm tạo ra sự cộng hưởng trước và sau quá trình chuyển mạch, có thể loại bỏ hiện tượng chồng chéo điện áp và dòng điện, đồng thời giảm đáng kể suy hao và nhiễu khi chuyển mạch.