Введення в електромагнітну сумісність імпульсних джерел живлення
Причини проблем електромагнітної сумісності, викликаних імпульсними джерелами живлення, що працюють під високою напругою та сильним струмом, досить складні. З точки зору електромагнітних властивостей усієї машини, в основному існує кілька типів: загальний імпедансний зв’язок, зв’язок між лініями, зв’язок електричного поля, зв’язок магнітного поля та зв’язок електромагнітних хвиль. Зв’язок загального імпедансу в основному відноситься до загального імпедансу між джерелом завад і об’єктом збурень електрично, через який сигнал завад надходить до об’єкта збурень. З’єднання між лініями в основному стосується взаємного з’єднання між дротами або проводами друкованої плати, які створюють напругу та струм завад через паралельне з’єднання. Зв'язок електричного поля в основному зумовлений наявністю різниці потенціалів, яка створює індукований зв'язок електричного поля на збуреному тілі. Зв'язок магнітного поля в основному відноситься до зв'язку низькочастотних магнітних полів, що генеруються поблизу силових імпульсних ліній електропередачі, з об'єктами, що викликають завади. Зв’язок електромагнітного поля в основному зумовлений високочастотними електромагнітними хвилями, створюваними пульсуючою напругою або струмом, що випромінюють у простір, що призводить до зв’язку з відповідним збуреним тілом. Фактично, кожен метод з’єднання не можна чітко розмежувати, лише з різними фокусами.
У імпульсному джерелі живлення головний вимикач живлення працює в режимі високочастотного перемикання при високій напрузі, а напруга перемикання та струм близькі до прямокутних. З аналізу спектру відомо, що прямокутні сигнали містять багато гармонік високого порядку. Спектр цієї гармоніки вищого порядку може в 1000 разів перевищувати частоту прямокутної хвилі. У той же час, через індуктивність витоку та розподілену ємність силового трансформатора, а також неідеальний робочий стан пристрою головного вимикача живлення, високочастотні та високовольтні пікові гармонічні коливання часто генеруються при включенні або на високих частотах. Гармоніки високого порядку, створені цими гармонічними коливаннями, передаються у внутрішній контур через розподілену ємність між перемикаючою трубкою та радіатором або випромінюються в простір через радіатор і трансформатор. Комутаційні діоди, що використовуються для випрямлення та продовження, також є важливою причиною високочастотних перешкод. Завдяки високочастотному комутаційному стану випрямляча та діодів вільного ходу, наявність паразитної індуктивності та ємності переходу в висновках діода, а також вплив зворотного струму відновлення змушують їх працювати при високих швидкостях зміни напруги та струму, а також генерувати високочастотні коливання. Випрямлячі та діоди вільного ходу, як правило, розташовані поблизу лінії вихідної потужності, і створювані ними високочастотні перешкоди, швидше за все, будуть передаватися через вихідну лінію постійного струму. Щоб покращити коефіцієнт потужності, імпульсні джерела живлення використовують активні схеми корекції коефіцієнта потужності. У той же час, щоб підвищити ефективність і надійність схеми і зменшити електричне навантаження силових пристроїв, було прийнято велику кількість технологій м'якого перемикання. Серед них технологія перемикання нульової напруги, нульового струму або нульової напруги/нульового струму є найбільш широко використовуваною. 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, використовуючи односпрямовану провідність діодів для досягнення односпрямованого перетворення енергії. Тому діоди в цьому резонансному контурі стають основним джерелом електромагнітних завад.
Імпульсні джерела живлення зазвичай використовують котушки індуктивності та конденсатори накопичувачів енергії для формування ланцюгів фільтрації L і C, досягаючи фільтрації диференціальних і синфазних сигналів завад. Завдяки розподіленій ємності котушки індуктивності власна резонансна частота котушки індуктивності зменшується, що призводить до того, що 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 сигналу збурення в конденсаторі фільтра вплив індуктивності свинцю призводить до постійного зменшення ємності та ефекту фільтрації та навіть зміни параметрів конденсатора, що також є причиною електромагнітних перешкод.
