Причини електромагнітної сумісності, викликаної імпульсним джерелом живлення
Імпульсне джерело живлення 24 В працює в комутаційному стані високої напруги та сильного струму, а причини проблем електромагнітної сумісності досить складні. З огляду на електромагнітну сумісність усієї машини, в основному існує кілька видів зв’язку загального імпедансу, зв’язку лінії, зв’язку електричного поля та зв’язку електромагнітної хвилі зв’язку магнітного поля. Три елементи електромагнітної сумісності: джерело завади, шлях розповсюдження та об’єкт збурення. Загальний імпеданс зв'язку - це в основному загальний імпеданс між джерелом і об'єктом, через який сигнал може надходити в об'єкт. З’єднання «лінія-лінія» в основному стосується взаємного з’єднання проводів або ліній друкованих плат, які генерують заважаючу напругу та заважаючий струм через паралельне з’єднання.
Зв’язок електричного поля здебільшого пов’язаний з існуванням різниці потенціалів, а індуковане електричне поле пов’язане зі збуреним об’єктом. Зв’язок магнітного поля – це здебільшого зв’язок низькочастотного магнітного поля, що створюється поблизу імпульсної лінії електропередачі великого струму, з об’єктом, що дряпає. Зв’язок електромагнітного поля в основному зумовлений високочастотною електромагнітною хвилею, створюваною пульсуючою напругою або струмом, яка випромінює назовні крізь простір і зв’язує відповідний порушений об’єкт. Фактично, кожен режим зчеплення не можна чітко розмежувати, але акценти різні.
У імпульсному джерелі живлення 24 В головна комутаційна трубка працює в режимі високочастотного перемикання при дуже високій напрузі, а напруга перемикання та струм перемикання близькі до прямокутних. З аналізу спектру відомо, що прямокутний сигнал містить багато вищих гармонік, а спектр вищих гармонік може сягати більш ніж 1000-кратної частоти прямокутної хвилі. У той же час, через індуктивність витоку та розподілену ємність силового трансформатора та неідеальний робочий стан головного комутаційного пристрою живлення, високочастотні та високовольтні пікові гармонічні коливання часто виникають, коли висока частота включена або вимкнено, а вищі гармоніки, створені цими гармонічними коливаннями, передаються у внутрішній контур через розподілену ємність між перемикаючою трубкою та радіатором або випромінюються в простір через радіатор і трансформатор.
Діоди, які використовуються для випрямлення та вільного ходу, також є важливою причиною високочастотних перешкод. Оскільки випрямляч і діоди вільного ходу працюють у високочастотному стані перемикання, завдяки наявності свинцевої паразитної індуктивності, ємності переходу та впливу зворотного струму відновлення, вони працюють із дуже високою швидкістю зміни напруги та струму та створюють високу частоту коливання. Оскільки випрямляч і діод вільного ходу зазвичай знаходяться поблизу вихідної лінії живлення, створювані ними високочастотні перешкоди легко передаватися через вихідну лінію постійного струму.
Щоб покращити коефіцієнт потужності імпульсного джерела живлення 24 В, застосовуються схеми активної корекції коефіцієнта потужності. У той же час, щоб підвищити ефективність і надійність схеми і зменшити електричне навантаження силових пристроїв, використовується велика кількість технологій м'якого перемикання. Серед них широко використовується технологія перемикання нульової напруги, нульового струму або нульового струму. Ця технологія значно зменшує електромагнітні перешкоди, створювані комутаційними пристроями. Однак більшість схем поглинання без втрат з м’яким перемиканням використовують L і C для передачі енергії та використовують односпрямовану провідність діодів для здійснення односпрямованого перетворення енергії. Тому діоди в цьому резонансному контурі стають основним джерелом електромагнітних перешкод.
У імпульсному джерелі живлення 24 В схеми фільтрів L і C, як правило, складаються з котушок накопичення енергії та конденсаторів, які можуть фільтрувати сигнали перешкод диференціального режиму та загального режиму та перетворювати сигнали прямокутної форми змінного струму в сигнали постійного струму. Завдяки розподіленій ємності котушки індуктивності власна резонансна частота котушки індуктивності зменшується, тому велика кількість високочастотних сигналів перешкод проходить через котушку індуктивності та поширюється назовні вздовж лінії живлення змінного струму або вихідної лінії постійного струму. . Зі збільшенням частоти заважаючого сигналу ємність і ефект фільтрації конденсатора фільтра безперервно зменшуються через вплив індуктивності свинцю, поки вона не перевищить резонансну частоту, він повністю втрачає свою функцію і стає індуктивним. Неправильне використання фільтруючих конденсаторів і занадто довгі кабелі також є причиною електромагнітних перешкод.
Завдяки високій щільності потужності та високому інтелектуальному імпульсному джерелу живлення 24 В із мікропроцесором MCU сигнал напруги від високого до майже тисячі вольт становить лише кілька вольт. Від високочастотних цифрових сигналів до низькочастотних аналогових сигналів розподіл поля всередині джерела живлення досить складний. Нераціональне підключення друкованої плати, необґрунтована структурна конструкція, необґрунтована вхідна фільтрація шнура живлення, необґрунтована розводка вхідного та вихідного кабелю живлення, а також необґрунтована конструкція ЦП і схеми виявлення призведе до нестабільної роботи системи або зниження стійкості до випромінюваних електромагнітних полів, таких як електростатичний розряд, швидкий електричний перехідний процес, удар блискавки, перешкоди перенапруги та провідності, радіаційні перешкоди.
