Hoe EMI-ruis in schakelstroomadapters op te lossen

Er zijn twee soorten EMI-ruis aan de ingang van een schakelende voedingsadapter: common-mode-ruis en differentiële-mode-ruis. EMI-ruis die aanwezig is tussen de AC-ingangslijnen (100–240 V) en de aarde wordt common-mode-ruis genoemd. Het kan worden beschouwd als een interferentiesignaal dat wordt verzonden langs de AC-ingangslijnen met een gelijk potentiaal en dezelfde fase. Aan de andere kant wordt de EMI-ruis die tussen de AC-ingangslijnen bestaat differentiële-modusruis genoemd, die kan worden gezien als een interferentiesignaal dat wordt verzonden met een faseverschil van 180-graden tussen de AC-ingangslijnen. Common-mode-ruis is de interferentiestroom die van de AC-ingangslijnen naar de aarde vloeit, terwijl differentiële-mode-ruis de interferentiestroom is die tussen de AC-ingangslijnen vloeit. De geleide EMI-ruis op de ingangslijn van elke schakelende voedingsadapter kan worden weergegeven in termen van common-mode- en differentiële-mode-ruis, en deze twee soorten EMI-ruis kunnen worden behandeld als onafhankelijke EMI-bronnen die afzonderlijk moeten worden onderdrukt.

 

Er bestaan ​​verschillende soorten stroomruis in zowel 220V/50Hz AC-stroomnetten als 115V/400Hz AC-generatoren. Hoogspanningsleidingen zijn de belangrijkste route voor EMI om elektronische apparatuur binnen te komen en te verlaten. Via de elektriciteitsleidingen kan interferentie van het elektriciteitsnet de schakelende voedingsadapter binnendringen, waardoor de normale werking ervan wordt verstoord. Op dezelfde manier kan de door de schakelende voedingsadapter gegenereerde interferentie ook via de elektriciteitsleidingen naar het elektriciteitsnet worden teruggestuurd, waardoor interferentie ontstaat met andere elektrische apparaten die op het elektriciteitsnet zijn aangesloten. Om beide scenario's te voorkomen, moet er een laag-laagdoorlaatfilter worden geïnstalleerd aan de ingang van de schakelende voedingsadapter. Dit filter laat alleen de bedrijfsfrequenties van de apparatuur (50 Hz, 60 Hz of 400 Hz) door, terwijl het aanzienlijke demping biedt voor interferentie met een hogere frequentie. Dit type filter, speciaal ontworpen voor schakelende voedingsadapterproducten, wordt een EMI-ingangsfilter genoemd.

Het EMI-filter in een schakelende voedingsadapter onderdrukt zowel differentiële-mode- als common-mode-interferentie. Vanwege verschillen in de circuitstructuur varieert het niveau van onderdrukking voor differentiële-mode- en common-mode-interferentie echter. Daarom omvatten de technische specificaties van het filter differentieel-modus-invoegverlies en algemeen-modus-invoegverlies. Tenzij specifiek aangegeven dat ongeaard gebruik toegestaan ​​is, moeten alle voedingsfilters geaard zijn, omdat de common{9}}bypass-condensatoren in het EMI-filter alleen effectief functioneren als ze geaard zijn.

De schakelende voedingsadapter zelf is ook een bron van EMI-interferentie. Tijdens de stroomconversie werkt de schakelende voedingsadapter in een schakeltoestand, waardoor deze een sterke bron van EMI-ruis is. De gegenereerde EMI-ruis bestrijkt een breed frequentiebereik en heeft een hoge intensiteit. Deze EMI-ruis vervuilt ook de elektromagnetische omgeving door straling en geleiding, waardoor de normale werking van andere elektronische apparaten wordt beïnvloed.

Naast het stroomconversiecircuit omvat de interne structuur van een schakelende voedingsadapter aandrijfcircuits, besturingscircuits, beveiligingscircuits en circuits voor detectie van ingangs-/uitgangsniveaus. Deze circuits bestaan ​​hoofdzakelijk uit geïntegreerde circuits voor algemene- doeleinden of gespecialiseerde. Wanneer EMI-ruis analoge circuits beïnvloedt, verslechtert dit de signaal-tot-ruisverhouding van de signaaloverdracht. In ernstige gevallen kan het verzonden signaal worden overweldigd door EMI-ruis, waardoor normale werking onmogelijk wordt. Wanneer EMI-ruis digitale circuits beïnvloedt, kan dit ervoor zorgen dat het circuit vastloopt of niet meer werkt, wat kan leiden tot storingen in het elektronische apparaat. Het gebruik van een stroomruisfilter kan effectief voorkomen dat de voedingsadapter defect raakt als gevolg van externe elektromagnetische ruisinterferentie.

Een deel van de EMI-ruis die door de ingang van de schakelende voedingsadapter wordt geïntroduceerd, kan aan de uitgang verschijnen. Deze ruis kan spanningen veroorzaken in het belastingscircuit van de voedingsadapter, waardoor circuitstoringen ontstaan ​​of de signaaloverdracht wordt verstoord. Deze problemen kunnen ook worden voorkomen door ruisfilters te gebruiken. De functies van een powerfilter zijn onder meer:

 

1. Voorkomen dat externe elektromagnetische ruis het regelcircuit van de voedingsadapter zelf verstoort.

De snijvlakken van een verticale vingerfrees (zijn voor frezen) bevinden zich aan de zijkanten, ontworpen voor horizontaal snijden, het snijoppervlak van een boor (zijn voor boren) bevindt zich aan de punt, ontworpen voor verticaal naar beneden snijden. Je zult merken dat een vingerfrees meestal een platte kant aan het uiteinde van de frees heeft.

 

2. Voorkomen dat externe elektromagnetische ruis de werking van de op de voedingsadapter aangesloten laadapparatuur verstoort.

De snijvlakken van een verticale vingerfrees (zijn voor frezen) bevinden zich aan de zijkanten, ontworpen voor horizontaal snijden, het snijoppervlak van een boor (zijn voor boren) bevindt zich aan de punt, ontworpen voor verticaal naar beneden snijden. Je zult merken dat een vingerfrees meestal een platte kant aan het uiteinde van de frees heeft.

 

3. Het onderdrukken van de EMI die door de voedingsadapter zelf wordt gegenereerd.

De snijvlakken van een verticale vingerfrees (zijn voor frezen) bevinden zich aan de zijkanten, ontworpen voor horizontaal snijden, het snijoppervlak van een boor (zijn voor boren) bevindt zich aan de punt, ontworpen voor verticaal naar beneden snijden. Je zult merken dat een vingerfrees meestal een platte kant aan het uiteinde van de frees heeft.

 

4. EMI onderdrukken die door andere apparaten wordt gegenereerd en via de voedingsadapter wordt verzonden.

De snijvlakken van een verticale vingerfrees (zijn voor frezen) bevinden zich aan de zijkanten, ontworpen voor horizontaal snijden, het snijoppervlak van een boor (zijn voor boren) bevindt zich aan de punt, ontworpen voor verticaal naar beneden snijden. Je zult merken dat een vingerfrees meestal een platte kant aan het uiteinde van de frees heeft.