Przyczyny kompatybilności elektromagnetycznej spowodowanej przełączaniem zasilaczy
Zasilacz impulsowy 24 V działa w stanie przełączania wysokiego napięcia i dużego prądu, a przyczyny problemów z kompatybilnością elektromagnetyczną są dość skomplikowane. Z kompatybilności elektromagnetycznej całej maszyny wyróżnia się głównie wspólne sprzężenie impedancyjne, sprzężenie linia-linia, sprzężenie pola elektrycznego i sprzężenie fali elektromagnetycznej z polem magnetycznym. Trzy elementy kompatybilności elektromagnetycznej to: źródło zakłóceń, droga propagacji i obiekt zakłócany. Sprzężenie impedancyjne wspólne to głównie wspólna impedancja elektryczna pomiędzy źródłem zakłóceń a obiektem zakłócanym, przez którą sygnał zakłócający przedostaje się do obiektu zakłócanego. Sprzężenie międzyfazowe to głównie wzajemne łączenie przewodów lub linii PCB, które generują napięcia zakłócające i prądy zakłócające w wyniku okablowania równoległego.
Sprzężenie pola elektrycznego wynika głównie z istnienia różnicy potencjałów i sprzężenia indukowanego pola elektrycznego z zaburzonym ciałem. Sprzężenie pola magnetycznego polega głównie na sprzężeniu pola magnetycznego niskiej częstotliwości generowanego w pobliżu wysokoprądowej impulsowej linii energetycznej z obiektem zakłócającym. Sprzężenie pola elektromagnetycznego jest powodowane głównie przez fale elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości generowane przez pulsujące napięcie lub prąd, które promieniują na zewnątrz w przestrzeni i powodują sprzężenie z odpowiednim zaburzonym ciałem. W rzeczywistości nie można ściśle rozróżnić każdej metody łączenia, ale cel jest inny.
W zasilaczu impulsowym 24V rura głównego wyłącznika zasilania pracuje w trybie przełączania wysokiej częstotliwości przy bardzo wysokim napięciu. Napięcie przełączające i prąd przełączający są zbliżone do fal prostokątnych. Z analizy widma wiadomo, że sygnał prostokątny zawiera bogate harmoniczne wyższego rzędu. Widmo tej harmonicznej wyższego rzędu może osiągnąć ponad 1000-krotność częstotliwości fali prostokątnej. Jednocześnie, ze względu na indukcyjność rozproszenia i rozproszoną pojemność transformatora mocy oraz nieidealne warunki pracy głównego urządzenia przełączającego moc, podczas włączania i wyłączania przy wysokich wartościach często występują szczytowe oscylacje harmoniczne wysokiej częstotliwości i wysokiego napięcia. częstotliwości. Te oscylacje harmoniczne generują wyższe harmoniczne. Harmoniczne są wprowadzane do obwodu wewnętrznego poprzez rozproszoną pojemność pomiędzy rurką przełączającą a grzejnikiem lub emitowane do przestrzeni przez grzejnik i transformator.
Stosowany jest w diodach prostowniczych i gaszeniowych, a także jest ważną przyczyną zakłóceń o wysokiej częstotliwości. Ponieważ diody prostownicze i gaszeniowe pracują w stanie przełączania wysokiej częstotliwości, ze względu na istnienie pasożytniczej indukcyjności przewodu diody, pojemności złącza i wpływu wstecznego prądu powrotnego, pracują one przy bardzo wysokich szybkościach zmian napięcia i prądu oraz wytwarzają oscylacje o wysokiej częstotliwości. Ponieważ diody prostownicze i gaszące znajdują się zwykle blisko linii wyjściowej mocy, generowane przez nie zakłócenia o wysokiej częstotliwości są łatwo przenoszone przez linię wyjściową prądu stałego.
W celu poprawy współczynnika mocy zasilacza impulsowego 24V stosuje się obwody dodatnie aktywnego współczynnika mocy. Jednocześnie, w celu poprawy wydajności i niezawodności obwodów oraz zmniejszenia naprężeń elektrycznych urządzeń zasilających, szeroko stosuje się technologię miękkiego przełączania. Wśród nich najczęściej stosowana jest technologia przełączania zerowego napięcia, prądu zerowego lub prądu zerowego. Technologia ta znacznie redukuje zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez urządzenia przełączające. Jednak większość bezstratnych obwodów absorpcyjnych z miękkim przełączaniem wykorzystuje L i C do przenoszenia energii i wykorzystuje jednokierunkowe przewodnictwo diod, aby osiągnąć jednokierunkową konwersję energii. Dlatego diody w obwodzie rezonansowym stały się głównym źródłem zakłóceń elektromagnetycznych.
W zasilaczach impulsowych 24 V cewki i kondensatory magazynujące energię są zwykle używane do tworzenia obwodów filtrów L i C w celu filtrowania sygnałów zakłócających trybu różnicowego i wspólnego oraz przekształcania sygnałów prostokątnych prądu przemiennego na gładkie sygnały prądu stałego. Ze względu na rozproszoną pojemność cewki indukcyjnej, częstotliwość rezonansu własnego cewki indukcyjnej jest zmniejszona, co powoduje, że duża liczba sygnałów zakłócających o wysokiej częstotliwości przechodzi przez cewkę indukcyjną i rozprzestrzenia się na zewnątrz wzdłuż linii zasilania AC lub linii wyjściowej DC . Wraz ze wzrostem częstotliwości sygnału zakłócającego pojemność i efekt filtrowania kondensatora filtrującego w dalszym ciągu maleją ze względu na wpływ indukcyjności przewodu. Dopóki częstotliwość rezonansowa nie przekroczy częstotliwości rezonansowej, kondensator całkowicie traci swoją funkcję i staje się indukcyjny. Przyczyną zakłóceń elektromagnetycznych jest także niewłaściwe użycie kondensatorów filtrujących oraz zbyt długie przewody.
Ze względu na dużą gęstość mocy i wysoki stopień inteligencji zasilacza impulsowego 24 V, jest on wyposażony w mikroprocesor MCU. Dlatego może wahać się od sygnałów napięciowych sięgających prawie kilowoltów do sygnałów napięciowych tak niskich jak kilka woltów; od sygnałów cyfrowych o wysokiej częstotliwości do sygnałów analogowych o niskiej częstotliwości. Rozkład pola wewnątrz sygnału i zasilania jest dość złożony. Nierozsądne okablowanie PCB, nierozsądna konstrukcja konstrukcyjna, nieuzasadnione filtrowanie wejścia linii zasilającej, nierozsądne okablowanie wejściowej i wyjściowej linii zasilającej oraz nierozsądna konstrukcja procesora i obwodów detekcyjnych prowadzą do niestabilnej pracy systemu lub problemów, takich jak wyładowania elektrostatyczne i szybkie elektryczne stany nieustalone. Zmienne impulsy impulsowe, uderzenia pioruna, przepięcia i zakłócenia przewodzenia, zakłócenia promieniowania i zmniejszenie odporności na promieniowane pola elektromagnetyczne.
