Вступ до електромагнітної сумісності комутаційних джерел живлення
Причини проблем електромагнітної сумісності, спричинені комутацією джерел живлення, що працюють у високій напрузі та станах перемикання високого струму, є досить складними. З точки зору електромагнітних властивостей усієї машини, в основному є кілька типів: загальне імпедансне з'єднання, лінія до з'єднання лінії, з'єднання електричного поля, з'єднання магнітного поля та електромагнітна хвильова з'єднання. Загальне імпедансне з'єднання в основному відноситься до загального опору між джерелом порушення та об'єктом порушення в електричному полі, завдяки якому сигнал порушення потрапляє в об'єкт порушення. З'єднання ліній в основному відноситься до взаємної зв'язку між проводами або лініями друкованої плати, які генерують напругу інтерференції та струм через паралельну проводку. З'єднання електричного поля в основному пов'язане з існуванням різниці потенціалів, що генерує індуковане сполучення електричного поля на порушеному тілі. Магнітне поле зчеплення в основному стосується з'єднання низькочастотних магнітних полів, що генеруються поблизу імпульсних ліній високого струму до порушених предметів. Електромагнітне поле з’єднання в основному викликається високочастотними електромагнітними хвилями, що генеруються пульсуючою напругою або струмом, що випромінюють назовні через простір, що призводить до з'єднання з відповідним порушеним тілом. Насправді кожен метод зв'язку не може бути суворо розрізнений, лише акцент відрізняється.
У комутаційному джерелі живлення основний транзистор перемикання живлення працює у високочастотному режимі перемикання на високих напругах, а напруга та струм комутації близькі до квадратних хвиль. З спектрального аналізу відомо, що сигнал квадратної хвилі містить багаті гармоніки високого порядку. Спектр цієї гармоніки високого порядку може досягати понад 1000 разів більше частоти квадратної хвилі. У той же час, через індуктивність витоку та розподілену ємність силових трансформаторів, а також не ідеальний робочий стан основних пристроїв перемикання потужності, високочастотні та високостільні пікові гармонічні коливання генеруються при включенні або вимкненні з високими частотами. Гармоніки високого порядку, що генеруються за допомогою гармонічних коливань, передаються у внутрішній ланцюг через розподілену ємність між перемикачною трубкою та тепловою раковиною, або випромінюють у простір через тепловідвід та трансформатор. Перемикання діодів, що використовуються для випрямлення та вільного колеса, також є важливою причиною високочастотних порушень. Завдяки експлуатації випрямляча та вільно-вільних діодів у станах високочастотного перемикання, паразитарна індуктивність та ємність стику діодних відведення, а також вплив струму зворотного відновлення, змушує їх працювати при високій напрузі та поточних змінах та генерування коливань високої частоти. Випрямлячі та вільні діоди, як правило, розташовані поблизу лінії вихідної потужності, а високочастотні порушення, які вони генерують, швидше за все, передаються через вихідну лінію постійного струму. Перемикання джерел живлення використовує схеми корекції активних коефіцієнтів потужності для поліпшення коефіцієнта потужності. Тим часом для підвищення ефективності та надійності ланцюга та зменшення електричного напруження на пристроях живлення було прийнято велику кількість технологій м'якого комутації. Серед них найбільш широко використовується нульовий струм, нульовий струм або нульову напругу/нульовий струм перемикання струму. Ця технологія значно зменшує електромагнітні перешкоди, що генеруються за допомогою перемикання пристроїв. Однак більшість ланцюгів поглинання без втрати перемикання використовують L і C для перенесення енергії та використовують однонаправлену провідність діодів для досягнення однонаправленої конверсії енергії. Тому діоди в цій резонансній схемі стають головним джерелом електромагнітних перешкод.
Перемикаючі джерела живлення, як правило, використовують індуктори зберігання енергії та конденсатори для формування ланцюгів фільтрування L та C для фільтрації диференціальних та загальних сигналів перешкод режиму. Завдяки розподіленій ємності індукторної котушки, самостійно-резонансна частота індуктора зменшується, що призводить до великої кількості високочастотних інтерференційних сигналів, що проходять через котушку індуктора та поширення назовні вздовж лінії електропередачі або постійного струму. Зі збільшенням частоти інтерференційного сигналу вплив індуктивності свинцю на конденсатор фільтрації призводить до постійного зниження ефекту ємності та фільтрації, а також навіть змін у параметрах конденсатора, що також є причиною електромагнітних перешкод.
