Doğanın Öfkesini Serbest Bırakmak: Dalgalanma Jeneratörlerinin ve Yıldırım Çarpmalarının Gücünden Faydalanmak

I. Standart Dalgalanma Jeneratörü Elektronik Cihazların

Elektrikli ekipmanlar için ulusal standart dalgalanma jeneratörü GB/T17626.5'tir (uluslararası IEC61000-4-5 standardına eşdeğer).

II. Yıldırım dalgalanma jeneratörüne yönelik standartlar esas olarak dolaylı yıldırım çarpmasının neden olduğu çeşitli durumları simüle eder

(1) Yıldırım dış hatta çarptığında, büyük miktarda akım dış hatta veya toprak direncine akacak ve sonuç olarak girişim voltajı.
(2) Dolaylı yıldırım çarpmaları (bulutlar arasında veya bulutların içinde yıldırım gibi) dış hatta gerilim ve akım indükler.
(3) Ne zaman Şimşek çakması Nesnelerin yakınında, çevresinde dış hatta voltaj indükleyen güçlü bir elektromanyetik alan oluşur.
(4) Yere yakın bir yere yıldırım düştüğünde, toprak akımı genel topraklama sisteminden geçtiğinde girişim ortaya çıkar.

III. Standart, yıldırım çarpmasını simüle etmenin yanı sıra, aşağıdakiler de dahil olmak üzere trafo merkezleri gibi durumlarda anahtar eylemlerinin neden olduğu paraziti de simüle eder:

(1) ana güç kaynağı sisteminin anahtarı (bir kapasitör grubunun anahtarı gibi) tarafından üretilen voltaj girişimi;
(2)girişim voltajı küçük anahtarın cihazın yanına atlaması nedeniyle;
(3) rezonans hattı bağlı anahtarlama cihazları;
(4) kısa devre ve arklanma gibi çeşitli sistematik arızalar;
Standartta iki farklı dalga şekli üreteci anlatılmaktadır: Biri enerji hattında yıldırımın oluşturduğu dalga şekli, diğeri ise iletişim hattında indüklenen dalga şeklidir. Bu hatların her ikisi de korumalıdır ancak hatların empedansı değişiklik gösterir: Güç hattında yıldırımın neden olduğu dalga biçimi nispeten dardır (50uS) ve ön kenar daha keskindir (1.2uS); iletişim hattında indüklenen dalga şekli nispeten geniştir ancak ön kenar daha düzgündür. Devre analizimizde esas olarak yıldırımın güç hattında oluşturduğu dalga şekline odaklanıyoruz ve iletişim hattının yıldırımdan korunma teknolojisini kısaca tanıtıyoruz.

Ortak modlu aşırı gerilim bastırma devresinin tasarımında ortak mod ile diferansiyel modun birbirinden bağımsız olduğu varsayılmaktadır. Bununla birlikte, bu iki parça gerçekten bağımsız değildir çünkü ortak mod bobinleri önemli bir diferansiyel mod endüktansı sağlayabilir. Bu diferansiyel mod endüktansı, ayrı diferansiyel mod endüktansları ile simüle edilebilir.

Diferansiyel mod endüktansından faydalanabilmek için tasarım sürecinde ortak mod ve diferansiyel modun aynı anda tasarlanmaması, belirli bir sıra ile yapılması gerekmektedir. Öncelikle ortak mod gürültüsü ölçülmeli ve filtrelenmelidir. Diferansiyel Mod Reddetme Ağı (DMRN) ile diferansiyel mod bileşeni ortadan kaldırılabilir, böylece ortak mod gürültüsü doğrudan ölçülebilir. Tasarlanan ortak mod filtresi, diferansiyel mod gürültüsünün aynı anda izin verilen aralığı aşmamasını sağlayacaksa, hem ortak mod hem de diferansiyel mod gürültüsü ölçülmelidir. Ortak mod bileşeninin gürültü tolerans sınırının altında olduğu bilindiğinden, yalnızca diferansiyel mod bileşeni sınırı aşar ve bu, ortak mod filtresinin diferansiyel mod kaçak endüktansı tarafından zayıflatılabilir. Düşük güçlü güç kaynağı sistemleri için, ortak mod bobininin diferansiyel mod endüktansı, diferansiyel mod radyasyon problemini çözmek için yeterlidir, çünkü diferansiyel mod radyasyonunun kaynak empedansı küçüktür, dolayısıyla yalnızca çok küçük bir endüktans miktarı etkilidir.

4000Vp'nin altındaki dalgalanma gerilimleri için, filtrelemeyi sınırlamak ve yumuşatmak için genellikle sadece LC devresi kullanılır ve darbe sinyali, darbe sinyali ortalama seviyesinin mümkün olduğu kadar 2-3 katına düşürülür. L50 ve L1'den 2Hz güç akımı aktığından, endüktans kolayca doyurulur, dolayısıyla L1 ve L2 için genellikle büyük kaçak endüktanslı ortak mod endüktansı kullanılır.

AC ve DC'de kullanılır ve sıklıkla güç kaynağı EMI filtresinde, anahtar güç kaynağında görülür, ancak nadiren DC tarafında, otomobil elektroniğinde de görülebilir. Paralel hatlarda (iki hat veya daha fazla) ortak mod girişimini ortadan kaldırmak için ortak mod endüktansı eklenir. Devredeki empedans dengesizliğinden dolayı ortak mod girişimi sonuçta diferansiyel moda yansır. Diferansiyel mod filtreleme yöntemiyle filtrelemek zordur.

IV. Ortak mod indüktörünün nerede kullanılması gerekir?

Şimşek dalgalanma jeneratörü ortak mod girişimi genellikle elektromanyetik radyasyondur, alan buraya bağlanmıştır, o zaman ister AC ister DC olsun, uzun mesafe iletiminiz vardır, ortak mod endüktansını eklemek için ortak mod filtrelemeyi içerir. Örneğin, birçok USB hattı hatta halkalar ekler. Anahtar güç kaynağı girişi, AC gücü uzun mesafelere iletilir ve eklenmesi gerekir. Genellikle DC taraflarının uzun mesafeli iletime ihtiyacı yoktur ve eklenmesine gerek yoktur. Ortak mod girişimi olmadan, bunu eklemek israftır ve devrede hiçbir kazancı yoktur. Güç filtresinin tasarımı genellikle ortak mod ve diferansiyel moddan görülebilir. Ortak mod filtresinin en önemli parçası ortak mod şok bobinidir. Diferansiyel modlu bobin ile karşılaştırıldığında ortak modlu bobinin önemli avantajı, endüktans değerinin çok yüksek ve hacminin küçük olmasıdır. Ortak modlu bobinin tasarımında dikkate alınması gereken önemli sorun, kaçak endüktansı, yani diferansiyel mod endüktansıdır. Genel olarak kaçak endüktansı hesaplamanın yolu, bunun ortak mod endüktansının %1'i olduğunu varsaymaktır. Aslında kaçak endüktans, ortak mod endüktansının %0.5 ila %4'ü arasındadır. Optimum performanslı şok bobinini tasarlarken bu hatanın etkisi göz ardı edilmemelidir.

Etiketler:SG61000-5