Motius per a la compatibilitat electromagnètica causada per la commutació de l’alimentació
Les raons per als problemes de compatibilitat electromagnètica causats per les fonts d’alimentació de commutació de 24V que funcionen en estats d’alta tensió i de corrent elevat són força complexos. En termes de compatibilitat electromagnètica de tota la màquina, hi ha principalment diversos tipus: acoblament d’impedància comú, acoblament de línia a línia, acoblament de camp elèctric, acoblament de camp magnètic i acoblament d’ones electromagnètiques. Els tres elements generats per la compatibilitat electromagnètica són: font de pertorbació, camí de propagació i objecte pertorbat. L’acoblament d’impedància comuna és principalment la impedància comuna entre la font de pertorbació i l’objecte pertorbat al camp elèctric, a través de la qual el senyal de pertorbació entra a l’objecte pertorbat. L’acoblament de la línia es refereix principalment a l’acoblament mutu entre cables o línies de PCB que generen tensió de pertorbació i corrent de pertorbació a causa del cablejat paral·lel.
L’acoblament de camp elèctric es deu principalment a l’existència de la diferència de potencial, que genera un acoblament de camp elèctric induït amb el cos pertorbat. L’acoblament de camp magnètic fa referència principalment a l’acoblament de camps magnètics de baixa freqüència generats a prop de línies d’alimentació de pols d’alta corrent a objectes pertorbats. L’acoblament de camp electromagnètic es deu principalment a les ones electromagnètiques d’alta freqüència generades per la tensió pulsant o el corrent, que s’irradien cap a l’exterior a través de l’espai i la parella amb el cos pertorbat corresponent. De fet, cada mètode d’acoblament no es pot distingir estrictament, només l’èmfasi és diferent.
En una font d’alimentació de commutació de 24V, el transistor principal de commutació de potència funciona en un mode de commutació d’alta freqüència a altes tensions. La tensió de commutació i el corrent són a prop de les ones quadrades. A partir de l’anàlisi espectral, se sap que el senyal d’ones quadrades conté harmònics rics d’ordre d’ordre d’alçada i l’espectre d’aquests harmònics pot arribar a més de 1000 vegades la freqüència de l’ona quadrada. Al mateix temps, a causa de la inductància de fuites i la capacitança distribuïda del transformador de potència, així com l’estat de treball no ideal dels principals dispositius de commutació d’energia, sovint es generen oscil·lacions harmòniques d’alta freqüència i d’alta tensió quan s’encenen o s’apaguen a freqüències altes. Els harmònics d’alt ordre generats per aquestes oscil·lacions harmòniques es transmeten al circuit intern a través de la capacitança distribuïda entre el tub de commutació i el dissipador de calor, o s’irradia a l’espai a través del dissipador de calor i del transformador.
S'utilitza per a la rectificació i els díodes de roda lliure, també és una causa important de pertorbació d'alta freqüència. A causa del funcionament de díodes de rectificador i de roda lliure en estat de commutació d'alta freqüència, la inductància paràsita i la capacitança d'unió dels cables del díode, així com la influència del corrent de recuperació inversa, fa que funcionin a taxes de canvi d'alta tensió i de corrent i generen oscil·lacions d'alta freqüència. A causa de la proximitat del rectificador i dels díodes de roda lliure a la línia de sortida de potència, les alteracions d'alta freqüència que generen es transmeten fàcilment a través de la línia de sortida de corrent continu.
