2. Источники электромагнитных помех

165

В импульсных источниках с ШИМ существует несколько основных

источников шума. Основным источником шума является входная схема

питания. Она содержит ключ, первичную обмотку трансформатора и

конденсатор входного фильтра. Конденсатор входного фильтра обеспечивает

импульсы тока трапецеидальной формы, необходимые источнику питания.

Другим источником шума являются дорожки печатной платы, на

которой расположены компоненты преобразователя. Дорожки должны бытьмаксимально короткими и толстыми. Толстые дорожки имеют меньшуюиндуктивность, чем тонкие. Длина дорожек обусловливает частоты ЭМП,

излучаемых в окружающее пространство.

Для того чтобы уменьшить длину соединений, конденсатор входного

фильтра и ключ должны располагаться рядом с трансформатором. Кроме

того, используемые конденсаторы должны иметь малые значения

эквивалентного последовательного сопротивления и эквивалентной

последовательной индуктивности. Чем больше значения этих паразитных

параметров, тем большими будут синфазные кондуктивные помехи на входе

источника питания.

Нормирование ЭМП. Разработаны специальные нормативы,

определяющие допустимые уровни индустриальных помех, которые обязаны

выполнять все разработчики электронной аппаратуры.

Многие стандарты разделяют аппаратуру, излучающую ЭМП, на два

класса. К первому классу относят источники электропитания,

эксплуатируемые вне жилых домов и не подключаемые к электрическим

сетям жилых домов. Второй класс образуют ИВЭП, эксплуатируемые в

жилых домах и подключаемые к электрическим сетям жилых домов.

Стандарты определяют допустимые значения напряжения радиопомех

на сетевых и выходных зажимах устройств.

3. Методы подавления эмп

Существует несколько основных методов, позволяющих снизить

уровень электромагнитных помех на входе и выходе преобразователя.

1. Применение фильтров защиты от радиопомех (ФРП).

2. Экранирование отдельных узлов преобразователя.

3. Применение экранов в качестве корпусов преобразователей.

Рассмотрим подробнее перечисленные методы подавления ЭМП.

Фильтры защиты от радиопомех устанавливаются во входной и

выходной цепях преобразователя. Такой фильтр должен подавлять как

дифференциальную, так и синфазную составляющие ЭМП.

Сетевые фильтры должны ослаблять колебания высокой частоты и

пропускать без ослабления колебания низкой (промышленной) частоты.

Поэтому их реализуют на основе фильтров нижних частот (ФНЧ),

166

Эффективность сетевого фильтра оценивают вносимым затуханием для

сигнала помех. Его принято выражать в децибелах:

2

Где 1 U – напряжение помех при отсутствии фильтра; 2 U – напряжение

помех при наличии фильтра.

Помехоподавляющие фильтры реализуют путем каскадного

соединения Г-образных или Т-образных звеньев. Комбинируя такие звенья,

добиваются нужного уровня затухания. Структура фильтра определяется во

многом внутренним сопротивлением источника помех. сопротивлением сети

и видом помех.

На рис. 17.1 показана типовая схема двухзвенного фильтра,

обеспечивающего подавление синфазных и дифференциальных помех.

Рис. 17.1

Дроссели 1 L и 2 L содержат по две обмотки, расположенные на одном

сердечнике. Первое звено фильтра образовано конденсаторами , дросселем

Экранирование отдельных узлов преобразователя. Эта мера

позволяет снизить помехи, излучаемые отдельными узлами. Примером

может служить дроссель с сердечником, имеющим воздушный зазор.

Дроссель создает интенсивное электромагнитное поле, влияющее на

соседние компоненты преобразователя. Эту проблему можно решить с

помощью экрана, выполненного из медной фольги. Подобный экран может

быть использован в силовом трансформаторе преобразователя. Экран может

быть соединен с общей точкой на стороне первичной или вторичной

обмоток.

167

Корпус преобразователя должен служить электромагнитным экраном

для шума, излучаемого отдельными узлами. В конструкции корпуса следует

использовать магнитные материалы на металлической основе. Это может

быть железо, сталь и т.д. Для пластиковых корпусов имеется ассортимент

проводящих красок, которые можно использовать для экранирования

корпуса от электромагнитных помех.