Снижение уровня помех от работы импульсных источников электропитания

По уровню помехоэмиссии импульсные источники электропитания яв-ляются одним из наиболее слабых звеньев в составе блока. Результаты лабораторных измерений уровня помехоэмиссии модуля МН-24 от 03.08.01г. наглядно показали, что модуль, при автономной работе без ФРП на активную нагрузку, создает ЭМП в цепях первичного электропи-
тания, превышающий нормируемые значения в диапазоне частот от

100 кГц до 21,95 МГц включительно.

Ниже приведен ряд специфических мероприятий, позволяющий сни-зить уровень помехоэмиссии импульсных источников электропитания:

- уменьшение емкостной связи между коллектором мощных ключевых каскадов преобразователя и корпусом (рамкой) модулей напряжений МН, на которых они закреплены, за счет увеличения толщины изолирующих прокладок. Для сохранения тепловых режимов прокладки можно выполнить в виде многослойной структуры, состоящей из чередующихся тонких слоев диэлектрика с хорошей теплопроводностью и металла.Рекомендуется исключить емкостную связь между коллектором мощных ключевых каскадов преобразователя и корпусом (рамкой) модулей, снабдив их необходимым радиатором и разместив на расстоянии не менее 20 мм от информационных шин, шин электропитания и корпуса изделия;

- уменьшение площади контура силовых цепей и цепей с импульсным током;

- введение электростатического экрана между первичной и вторичной обмотками сетевого трансформатора для уменьшения паразитной емкостной связи между обмотками в импульсных источниках электропитания. По данным зарубежной печати такая мера позволяет снизить уровень радиопомех, распространяющихся через паразитную емкостную связь обмоток, на 40 дБ по сравнению с аналогичными трансформаторами без электростатического экрана;

- поузловое экранирование элементов силового контура;

- зашунтировать выпрямительные диоды преобразователя керамическими конденсаторами емкостью (620-1000) пф или установить керамические конденсаторы того же номинала между корпусом и выпрямительными диодами;

- применение разделительных трансформаторов, обладающих низким значением емкостной связи между первичной и вторичной обмотками. Исследования немецких и американских специалистов в области ЭМС свидетельствуют об ослаблении симметричных помех на 80 дБ и несимметричных – на 146 дБ при значении емкостной связи между обмотками примерно 0,005 пФ. Для серийно выпускаемых трансформаторов значение емкостной связи между первичной и вторичной обмотками составляет 300-500 пф;

- применение в преобразователе выпрямительных диодов с малым временем обратного восстановления;

- применение в преобразователе выпрямительных диодов, у которых: U обр.max >> U maх.б/с и

I пр.ср >> Iн,

где U обр.max – максимальное обратное напряжение;

U maх.б/с – максимальное напряжение бортсети;

I пр.ср – средний прямой ток;

Iн – максимальный ток нагрузки.

Следует обратить внимание на то обстоятельство, что вышеуказанные мероприятия не являются исчерпывающими, и, для достижения позитивного результата, требуется учитывать положения других глав настоящего Руководства.

Требования к электропитанию быстродействующих схем

Для достижения положительных результатов в обеспечении ЭМС с использованием высокоскоростных схем и быстродействующей логики необходимо соблюдение ряда специфических требований.

К числу таких требований относятся:

- применение малошумящих источников электропитания с низкими пульсациями. Линейные источники стабилизированного напряжения с термокомпенсацией предпочтительны для питания высокоскоростных схем. Импульсные стабилизированные источники в большинстве своем отвечают этим критериям, включая требования к пульсациям. Пульсации импульсных источников обычно описываются единицами среднеквадратического отклонения, а выбросы, создаваемые их работой, как правило, дают трудно фильтруемые, неконтролируемые броски напряжения амплитудой несколько сотен милливольт. Высокочастотные компоненты этих выбросов чрезвычайно трудно отфильтровать и не допустить в общий провод питания.

В тех случаях, когда для электропитания высокоскоростных схем и схем с быстродействующей логикой невозможно отказаться от импульсных источников электропитания, они должны быть тщательно экранированы и удалены насколько это возможно от остальных частей схемы, а их вторичные выходные напряжения подлежат в обязательном порядке хорошей фильтрации.