Les caractéristiques de l'alimentation à découpage et le mécanisme de génération d'interférences électromagnétiques
Il existe quatre caractéristiques de base des alimentations à découpage :
① L'emplacement est relativement clair. Principalement concentré sur les dispositifs de commutation de puissance, les diodes et les dissipateurs thermiques et transformateurs haute fréquence connectés ;
② Le dispositif de conversion d'énergie fonctionne dans un état marche/arrêt. Étant donné qu'une alimentation à découpage est un dispositif de conversion d'énergie qui fonctionne dans un état de commutation, ses taux de variation de tension et de courant sont élevés, ce qui entraîne une intensité d'interférence importante ;
③ Le câblage des cartes de circuits imprimés (PCB) de puissance est généralement organisé manuellement. Cette disposition le rend très arbitraire, ce qui augmente la difficulté d'extraire les paramètres de distribution des PCB ainsi que de prédire et d'évaluer les interférences en champ proche ;
④ La fréquence de commutation est grande, allant de dizaines de milliers de Hz à plusieurs mégahertz. Les principales formes d’interférences sont les interférences conduites et les interférences en champ proche.
Mécanisme de génération d'interférences électromagnétiques
Interférence électromagnétique générée par les circuits de commutation
Le circuit de commutation est le cœur de l'alimentation à découpage, principalement composé de tubes de commutation et de transformateurs haute fréquence. Le dv/dt généré par celui-ci est une impulsion avec une grande amplitude, une large bande de fréquences et des harmoniques riches. Les principales raisons de ces interférences d'impulsions sont doubles : d'une part, la charge du tube de commutation est la bobine primaire d'un transformateur haute fréquence, qui est une charge inductive. Au moment où le tube de commutation est allumé, la bobine primaire génère un courant de surtension important et une tension de pointe de surtension élevée apparaît aux deux extrémités de la bobine primaire ; Au moment de la déconnexion du tube interrupteur, en raison du flux de fuite de la bobine primaire, une partie de l'énergie n'est pas transmise de la bobine primaire à la bobine secondaire. L'énergie stockée dans l'inducteur formera une oscillation décroissante avec des pointes ainsi que la capacité et la résistance dans le circuit collecteur, qui seront superposées à la tension de coupure pour former une pointe de tension de coupure. Ce type d'interruption de la tension d'alimentation générera le même courant de surtension de magnétisation transitoire que lorsque la bobine primaire est connectée, et ce bruit sera transmis aux bornes d'entrée et de sortie, formant une interférence conductrice. D'autre part, la boucle de courant de commutation haute fréquence composée de la bobine primaire, du tube de commutation et du condensateur de filtrage du transformateur d'impulsions peut générer un rayonnement spatial important, formant une interférence de rayonnement.
L'interférence provoquée par le temps de récupération inverse de la diode dans le circuit redresseur haute fréquence est provoquée par un courant direct important circulant à travers la diode redresseur pendant la conduction directe. Lorsqu'il est désactivé en raison de la tension de polarisation inverse, en raison de l'accumulation de plus de porteurs dans la jonction PN, le courant circulera dans la direction opposée pendant la période précédant la disparition des porteurs, provoquant une forte diminution du courant de récupération inverse de les porteurs disparaissent et provoquent un changement de courant important (di/dt).
Mesures de suppression des interférences électromagnétiques
Les trois éléments qui forment les interférences électromagnétiques sont la source d'interférence, le chemin de propagation et l'équipement perturbé. Par conséquent, la suppression des interférences électromagnétiques doit être effectuée sous ces trois aspects.
L'objectif est de supprimer les sources d'interférences, d'éliminer le couplage et le rayonnement entre les sources d'interférences et les équipements perturbés, d'améliorer la capacité anti-interférence des équipements perturbés et ainsi d'améliorer les performances de compatibilité électromagnétique des alimentations à découpage.
Utiliser des filtres pour supprimer les interférences électromagnétiques
Le filtrage est une méthode importante pour supprimer les interférences électromagnétiques, qui peut supprimer efficacement les interférences électromagnétiques entrant dans l'équipement du réseau électrique et également supprimer les interférences électromagnétiques entrant dans le réseau électrique au sein de l'équipement. L'installation d'un filtre de puissance à découpage dans les circuits d'entrée et de sortie d'une alimentation à découpage peut non seulement résoudre le problème des interférences conduites, mais constitue également une arme importante pour résoudre les interférences de rayonnement. La technologie de suppression de filtrage est divisée en deux méthodes : le filtrage passif et le filtrage actif.
Technologie de filtrage passif
Les circuits de filtrage passif sont simples, économiques et fiables, ce qui en fait un moyen efficace de supprimer les interférences électromagnétiques. Les filtres passifs sont composés de composants d'inductance, de capacité et de résistance, et leur fonction directe est de résoudre les émissions conductrices.
En raison de la grande capacité du condensateur de filtrage dans le circuit d'alimentation d'origine, des courants de crête d'impulsion sont générés dans le circuit redresseur, qui sont composés d'un grand nombre de courants harmoniques d'ordre élevé et provoquent des interférences avec le réseau électrique ; De plus, la conduction ou la coupure du tube interrupteur dans le circuit, ainsi que la bobine primaire du transformateur, généreront un courant pulsé. En raison du taux élevé de variation du courant, des courants induits de différentes fréquences sont générés dans les circuits environnants, y compris des signaux d'interférence différentiels et de mode commun. Ces signaux d'interférence peuvent être transmis à d'autres lignes du réseau électrique et interférer avec d'autres appareils électroniques via deux lignes électriques. La partie de filtrage en mode différentiel sur la figure peut réduire les signaux d'interférence en mode différentiel à l'intérieur de l'alimentation à découpage et peut considérablement atténuer les signaux d'interférence électromagnétique générés par l'équipement lui-même pendant le fonctionnement et les transmettre au réseau électrique. Selon la loi de l'induction électromagnétique, on obtient E-Ldi/dt, où E est la chute de tension aux deux extrémités de L, L est l'inductance et di/dt est le taux de variation du courant. Évidemment, plus le taux de variation du courant est faible, plus l'inductance requise est élevée.
