แหล่งสัญญาณรบกวนและโซลูชันสำหรับการสลับอะแดปเตอร์พลังงาน

ข้อดีของการสลับอะแดปเตอร์พลังงานมีขนาดเล็กและประสิทธิภาพการแปลงสูง แต่เนื่องจากทำงานในสถานะการสลับความถี่สูงจึงจะสร้างส่วนประกอบฮาร์มอนิกความถี่สูงและส่วนประกอบฮาร์มอนิกเหล่านี้จะแผ่ออกไปยังวงจรภายนอกและช่องว่างผ่านวงจรและช่องว่าง

 

มีสองประเด็นหลักของการรบกวน:

1. ผลกระทบของสัญญาณรบกวนความถี่สูงที่เกิดจากอะแดปเตอร์กำลังสลับตัวเองในการทำงานปกติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ

2. ความสามารถของอะแดปเตอร์กำลังสลับตัวเองเพื่อต้านทานสัญญาณรบกวนจากสัญญาณรบกวนภายนอกและตรวจสอบให้แน่ใจว่าการทำงานปกตินั่นคือต่อต้านการแทรกแซง อะแดปเตอร์กำลังสลับที่มีสัญญาณรบกวนที่ดีและประสิทธิภาพการต่อต้านการแทรกแซงจะมีเสถียรภาพในการทำงานที่ดีขึ้น

 

ตามรูปแบบของการรบกวนการรบกวนของอะแดปเตอร์กำลังสลับสามารถแบ่งออกเป็นสัญญาณรบกวนรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และสัญญาณรบกวนความถี่วิทยุ (RFI) มีหลายปัจจัยที่ทำให้เกิดแหล่งสัญญาณรบกวนในอะแดปเตอร์กำลังสลับ ต่อไปนี้เป็นแหล่งสำคัญหลายประการของการรบกวน

 

1. สัญญาณรบกวนที่เกิดจากหลอดสวิตช์ไฟเมื่ออยู่ในสถานะการสลับ

หลอดสวิตช์ไฟในอะแดปเตอร์กำลังสลับทำงานในสถานะการสลับและจะสร้างแรงดันพัลส์ขนาดใหญ่และกระแสชีพจรเมื่อทำงาน เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าพัลส์และแรงดันพัลส์มีส่วนประกอบฮาร์มอนิกลำดับสูงที่อุดมไปด้วยและเนื่องจากการเหนี่ยวนำการรั่วไหลของหม้อแปลงสวิตช์และลักษณะการกู้คืนของไดโอดวงจรเรียงกระแสเมื่อหลอดสวิตช์เปิดจะเกิดการแกว่งกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้น เป็นแหล่งสัญญาณรบกวนทั้งหมดของอะแดปเตอร์แหล่งจ่ายไฟสลับ

 

2. สัญญาณรบกวนที่เกิดจากลักษณะการกู้คืนของไดโอด

เมื่อไดโอดทำการแก้ไขความถี่สูงเนื่องจากความจุทางแยกของไดโอดประจุที่เก็บไว้ในกระแสไปข้างหน้าจะไม่สามารถหายไปได้ทันทีเมื่อใช้แรงดันย้อนกลับซึ่งจะเป็นกระแสย้อนกลับโดยธรรมชาติของไดโอด ช่วงเวลานี้เรียกว่าเวลาพักฟื้นย้อนกลับ ในเวลานี้เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับขนาดใหญ่ที่ใช้กับไดโอดมันจะสร้างความสูญเสียครั้งใหญ่และสร้างแหล่งสัญญาณรบกวนขนาดใหญ่

 

หากอัตราการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน di/dt ของไดโอดมีขนาดใหญ่เมื่อกระแสย้อนกลับกลับคืนแรงดันไฟฟ้าสูงสุดจะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากการเหนี่ยวนำซึ่งเป็นสัญญาณรบกวนการกู้คืนของไดโอด เมื่อ di/dt มีขนาดใหญ่เรียกว่าการกู้คืนอย่างหนักและเมื่อ di/dt มีขนาดเล็กมันจะเรียกว่าการกู้คืนที่อ่อนนุ่ม การกู้คืนแบบอ่อนสามารถทำได้ผ่านวงจรการดูดซับหรือเทคโนโลยีการสลับด้วยคลื่นเสียง การกู้คืนที่อ่อนนุ่มเป็นประโยชน์อย่างมากในการปรับปรุงความน่าเชื่อถือในการทำงานของอะแดปเตอร์แหล่งจ่ายไฟสลับและลดสัญญาณรบกวน เนื่องจากไดโอด Schottky ไม่มีเอฟเฟกต์การสะสมของผู้ให้บริการเสียงการกู้คืนจึงมีขนาดเล็กมาก

3. สัญญาณรบกวนที่เกิดจากขดลวดหม้อแปลงไฟฟ้าความถี่สูง

กระแสในขดลวดหม้อแปลงไฟฟ้าความถี่สูงจะก่อให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กซึ่งส่วนใหญ่ผ่านแกนแม่เหล็กที่มีความสามารถในการแพร่กระจายสูง แต่ส่วนเล็ก ๆ ของฟลักซ์แม่เหล็กแผ่ออกมาผ่านช่องว่างที่คดเคี้ยวกลายเป็นสิ่งที่เรียกว่าฟลักซ์รั่วไหล

 

4. สัญญาณรบกวนที่สร้างขึ้นโดยวงจรตัวกรองวงจรเรียงกระแส

ปลายอินพุต AC ของอะแดปเตอร์แหล่งจ่ายไฟสลับเชื่อมต่อกับวงจรตัวกรองวงจรเรียงกระแส มุมการนำไฟฟ้าของไดโอดวงจรเรียงกระแสมีขนาดเล็กมากซึ่งทำให้ค่าสูงสุดของกระแสไฟฟ้าวงจรเรียงกระแสมีขนาดใหญ่มาก กระแสวงจรเรียงกระแสไดโอดรูปชีพจรนี้จะทำให้เกิดสัญญาณรบกวน

 

สัญญาณรบกวนและการแก้ปัญหาของอะแดปเตอร์แหล่งจ่ายไฟสลับ

 

ตามปัจจัยที่สร้างความเข้ากันได้ของแม่เหล็กไฟฟ้าการแก้ปัญหาความเข้ากันได้ของแม่เหล็กไฟฟ้าของอะแดปเตอร์แหล่งจ่ายไฟสวิตช์สามารถเริ่มต้นได้จากสามด้าน:

1) ลดสัญญาณรบกวนที่เกิดจากแหล่งสัญญาณรบกวน

2) ตัดเส้นทางการแพร่กระจายของสัญญาณรบกวน

3) เพิ่มความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงของร่างกายที่ถูกรบกวน

 

สำหรับการรบกวนภายนอกที่เกิดจากอะแดปเตอร์แหล่งจ่ายไฟสลับเช่นกระแสไฟฟ้าฮาร์มอนิกสายไฟการรบกวนการนำไฟฟ้าสายไฟการรบกวนการแผ่รังสีสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ สามารถแก้ไขได้โดยการลดสัญญาณรบกวน ในอีกด้านหนึ่งการออกแบบวงจรตัวกรองอินพุต/เอาท์พุทสามารถปรับปรุงได้ประสิทธิภาพของวงจรการชดเชยปัจจัยกำลังไฟ (APFC) สามารถปรับปรุงแรงดันไฟฟ้าและอัตราการเปลี่ยนแปลงปัจจุบันของหลอดสวิตช์และวงจรเรียงกระแสและไดโอดฟรี ในทางกลับกันเอฟเฟกต์การป้องกันของปลอกสามารถเสริมความแข็งแกร่งได้การรั่วไหลของช่องว่างของปลอกสามารถปรับปรุงได้และสามารถทำการรักษาสายดินที่ดีได้

 

สำหรับความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงภายนอกเช่นไฟกระชากและการโจมตีด้วยฟ้าผ่าความสามารถในการป้องกันฟ้าผ่าของอินพุต AC และพอร์ตเอาต์พุต DC ควรได้รับการปรับให้เหมาะสม สำหรับการโจมตีด้วยฟ้าผ่าการรวมกันของ varistor สังกะสีออกไซด์และท่อปล่อยก๊าซสามารถใช้ในการแก้ปัญหาได้ สำหรับการปล่อยไฟฟ้าสถิตสามารถใช้หลอดทีวีและการป้องกันการลงดินที่สอดคล้องกันได้ระยะห่างระหว่างวงจรสัญญาณขนาดเล็กและปลอกสามารถเพิ่มขึ้นได้หรืออุปกรณ์ที่มีสัญญาณรบกวนต่อต้านคงที่สามารถเลือกได้ เพื่อลดการรบกวนภายในของอะแดปเตอร์พลังงานเราควรเริ่มต้นจากแง่มุมดังต่อไปนี้: ให้ความสนใจกับการลงดินจุดเดียวของวงจรดิจิตอลและวงจรอะนาล็อกและการต่อสายดินจุดเดียวของวงจรกระแสไฟฟ้าสูงและวงจรปัจจุบันโดยเฉพาะอย่างยิ่งกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้า ให้ความสนใจกับระยะห่างระหว่างเส้นที่อยู่ติดกันและคุณสมบัติของสัญญาณเมื่อเดินสายเพื่อหลีกเลี่ยง crosstalk; ลดความต้านทานต่อเส้นพื้นดิน ลดพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยสายไฟฟ้าแรงสูงและกระแสสูงโดยเฉพาะด้านหลักของหม้อแปลงและหลอดสวิตช์วงจรตัวเก็บประจุตัวกรองแหล่งจ่ายไฟ ลดพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยวงจรวงจรวงจรเอาท์พุทและวงจรไดโอดฟรีและวงจรตัวกรอง DC ลดการเหนี่ยวนำการรั่วไหลของหม้อแปลงและความจุแบบกระจายของตัวเก็บประจุตัวกรอง ใช้ตัวเก็บประจุตัวกรองที่มีความถี่เรโซแนนท์สูง ฯลฯ

 

ในแง่ของเส้นทางการส่งสัญญาณเพิ่ม TU อย่างเหมาะสมด้วยความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงสูงและตัวเก็บประจุความถี่สูงลูกปัดเฟอร์ไรต์และส่วนประกอบอื่น ๆ เพื่อปรับปรุงความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงของวงจรสัญญาณขนาดเล็ก วงจรสัญญาณขนาดเล็กใกล้กับปลอกควรได้รับการหุ้มฉนวนอย่างถูกต้องและทนต่อแรงดันไฟฟ้าได้ อ่างล้างจานความร้อนของอุปกรณ์ไฟฟ้าและชั้นป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าของหม้อแปลงหลักควรได้รับการต่อสายดินอย่างเหมาะสม พื้นที่ขนาดใหญ่ระหว่างหน่วยควบคุมควรได้รับการป้องกันด้วยแผ่นดิน บนชั้นวางของวงจรเรียงกระแสการเชื่อมต่อแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างวงจรเรียงกระแสและรูปแบบการต่อสายดินของเครื่องทั้งหมดควรได้รับการพิจารณาเพื่อปรับปรุงความเสถียรของการทำงานภายในของอะแดปเตอร์พลังงาน

 

เราได้จัดตั้งห้องปฏิบัติการความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของเราเองและมุ่งมั่นที่จะวิจัยเกี่ยวกับความเข้ากันได้ของแม่เหล็กไฟฟ้าในระยะแรกของการพัฒนาอะแดปเตอร์พลังงานสลับ ผ่านการออกแบบตัวกรองอินพุตและเอาต์พุตแบบมืออาชีพและการออกแบบการป้องกันฟ้าผ่าเช่นเดียวกับความปลอดภัยของเครื่องทั้งหมดการออกแบบป้องกันสถิตของวงจรอินเทอร์เฟซดิจิตอลและการออกแบบกลุ่มชีพจรชั่วคราวแบบต่อต้านการป้องกันการออกแบบการป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของโครงสร้างเครื่องทั้งหมดนั้นถูกต้อง ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุต AC ที่กว้างช่วยให้อะแดปเตอร์กำลังสลับทำงานได้ตามปกติหลังจากการรบกวนของแรงดันไฟฟ้าตก, แรงดันไฟฟ้าชั่วคราวและการหยุดชะงักของแรงดันไฟฟ้าระยะสั้นของเครื่องทั้งหมด