Causes de compatibilitat electromagnètica causades per la commutació de fonts d'alimentació
La font d'alimentació de commutació de 24 V funciona en un estat de commutació d'alta tensió i gran corrent, i els motius dels problemes de compatibilitat electromagnètica són força complicats. A partir de la compatibilitat electromagnètica de tota la màquina, hi ha principalment acoblament d'impedància comuna, acoblament de línia a línia, acoblament de camp elèctric i acoblament d'ones electromagnètiques d'acoblament de camp magnètic. Els tres elements de compatibilitat electromagnètica són: font d'interferència, camí de propagació i objecte interferit. L'acoblament d'impedància comuna és principalment la impedància elèctrica comuna entre la font d'interferència i l'objecte interferit, a través de la qual el senyal d'interferència entra a l'objecte interferit. L'acoblament de línia a línia és principalment l'acoblament mutu de cables o línies de PCB que generen tensions d'interferència i corrents d'interferència a causa del cablejat paral·lel.
L'acoblament del camp elèctric es deu principalment a l'existència de diferència de potencial i a l'acoblament del camp elèctric induït al cos pertorbat. L'acoblament del camp magnètic és principalment l'acoblament del camp magnètic de baixa freqüència generat a prop de la línia elèctrica de pols d'alta corrent amb l'objecte pertorbador. L'acoblament del camp electromagnètic és causat principalment per les ones electromagnètiques d'alta freqüència generades per la tensió o el corrent polsants, que irradien cap a l'exterior a través de l'espai i provoquen l'acoblament al cos pertorbat corresponent. De fet, cada mètode d'acoblament no es pot distingir estrictament, però l'enfocament és diferent.
A la font d'alimentació de commutació de 24 V, el tub de l'interruptor d'alimentació principal funciona en un mode de commutació d'alta freqüència a una tensió molt alta. La tensió de commutació i el corrent de commutació són propers a les ones quadrades. A partir de l'anàlisi de l'espectre, se sap que el senyal d'ona quadrada conté harmònics rics d'ordre alt. L'espectre d'aquest harmònic d'ordre alt pot arribar a més de 1000 vegades la freqüència d'ona quadrada. Al mateix temps, a causa de la inductància de fuites i de la capacitat distribuïda del transformador de potència i de les condicions de treball no ideals del dispositiu de commutació d'alimentació principal, sovint es produeixen oscil·lacions harmòniques d'alta freqüència i d'alta tensió quan s'encenen o s'apagan a alta freqüència. freqüències. Aquesta oscil·lació harmònica genera alt ordre. Els harmònics s'introdueixen al circuit intern a través de la capacitat distribuïda entre el tub de l'interruptor i el radiador o s'irradien a l'espai a través del radiador i el transformador.
S'utilitza en díodes de rectificació i roda lliure, i també és una causa important d'interferències d'alta freqüència. Com que el rectificador i els díodes de roda lliure funcionen en un estat de commutació d'alta freqüència, a causa de l'existència de la inductància paràsita de plom del díode, la capacitat d'unió i la influència del corrent de recuperació inversa, funcionen amb velocitats de canvi de tensió i corrent molt altes, i produeixen oscil·lacions d'alta freqüència. Com que el rectificador i els díodes de roda lliure estan generalment a prop de la línia de sortida d'energia, la interferència d'alta freqüència que generen es transmet fàcilment a través de la línia de sortida de CC.
Per tal de millorar el factor de potència de la font d'alimentació de commutació de 24 V, s'utilitzen circuits positius de factor de potència actiu. Al mateix temps, per millorar l'eficiència i la fiabilitat dels circuits i reduir l'estrès elèctric dels dispositius d'alimentació, la tecnologia de commutació suau s'utilitza àmpliament. Entre ells, la tecnologia de commutació de tensió zero, corrent zero o corrent zero és la més utilitzada. Aquesta tecnologia redueix molt la interferència electromagnètica generada pels dispositius de commutació. Tanmateix, la majoria dels circuits d'absorció sense pèrdues de commutació suau utilitzen L i C per a la transferència d'energia i utilitzen el rendiment de conducció unidireccional dels díodes per aconseguir una conversió d'energia unidireccional. Per tant, els díodes del circuit ressonant s'han convertit en una font important d'interferències electromagnètiques.
A les fonts d'alimentació de commutació de 24 V, els inductors i condensadors d'emmagatzematge d'energia s'utilitzen generalment per formar circuits de filtre L i C per filtrar senyals d'interferència de mode diferencial i de mode comú i convertir senyals d'ona quadrada de CA en senyals de CC suaus. A causa de la capacitat distribuïda de la bobina de l'inductor, la freqüència d'autoressonància de la bobina de l'inductor es redueix, fent que un gran nombre de senyals d'interferència d'alta freqüència passin per la bobina de l'inductor i es propaguin cap a l'exterior al llarg de la línia d'alimentació de CA o la línia de sortida de CC. . A mesura que augmenta la freqüència del senyal d'interferència, la capacitat i l'efecte de filtratge del condensador de filtre continuen disminuint a causa de l'efecte de la inductància del plom. Fins que la freqüència de ressonància està per sobre de la freqüència de ressonància, el condensador perd completament la seva funció i esdevé inductiu. L'ús inadequat dels condensadors de filtre i els cables massa llargs també són causes d'interferències electromagnètiques.
A causa de l'alta densitat de potència i l'alt grau d'intel·ligència de la font d'alimentació de commutació de 24 V, està equipat amb un microprocessador MCU. Per tant, pot anar des de senyals de voltatge tan alts com gairebé quilovolts fins a senyals de voltatge tan baixos com uns quants volts; des de senyals digitals d'alta freqüència fins a senyals analògics de baixa freqüència. La distribució del camp dins del senyal i la font d'alimentació és força complexa. El cablejat de PCB no raonable, el disseny estructural no raonable, el filtratge d'entrada de la línia elèctrica no raonable, el cablejat de la línia elèctrica d'entrada i sortida no raonable i el disseny poc raonable de la CPU i els circuits de detecció provocaran un funcionament inestable del sistema o problemes com ara descàrregues electrostàtiques i transitoris elèctrics ràpids. Esclats de polsos variables, llamps, sobretensions i interferències de conducció, interferències de radiació i reducció de la immunitat als camps electromagnètics radiats.
