Zagadnienia kompatybilności elektromagnetycznej zasilaczy impulsowych
Ponieważ komunikacyjne zasilacze impulsowe działają w stanie przełączania wysokiego napięcia i dużego prądu, powodowane przez to problemy z kompatybilnością elektromagnetyczną są dość złożone. Jeśli chodzi o kompatybilność elektromagnetyczną całej maszyny, występuje głównie sprzężenie impedancyjne, sprzężenie między liniami, sprzężenie pola elektrycznego, sprzężenie pola magnetycznego i sprzężenie fali elektromagnetycznej. Trzy elementy kompatybilności elektromagnetycznej to: źródło zakłóceń, droga propagacji i obiekt zakłócany. Wspólne sprzężenie impedancyjne oznacza głównie, że źródło zakłóceń i zakłócany obiekt mają wspólną impedancję elektryczną, a sygnał zakłócający przedostaje się do zakłócanego obiektu przez tę impedancję. 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 zakłócanym obiektem. Sprzężenie pola magnetycznego to głównie sprzęganie pól magnetycznych o niskiej częstotliwości wytwarzanych w pobliżu wysokoprądowych impulsowych linii elektroenergetycznych z obiektami zakłócającymi. Sprzężenie fal elektromagnetycznych wynika głównie z fal elektromagnetycznych o wysokiej częstotliwości, generowanych 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 główny wyłącznik zasilania pracuje w trybie przełączania wysokiej częstotliwości przy bardzo wysokim napięciu. Zarówno napięcie przełączające, jak i prąd przełączający są falami prostokątnymi. Widmo harmonicznych wyższego rzędu zawartych w fali prostokątnej może osiągnąć częstotliwość fali prostokątnej. więcej niż 1,000 razy. Jednocześnie, ze względu na indukcyjność rozproszenia i rozproszoną pojemność transformatora mocy, a także nieidealne warunki pracy głównego urządzenia przełączającego moc, podczas włączania lub wyłączania często występują szczytowe oscylacje harmoniczne wysokiej częstotliwości i wysokiego napięcia. wyłączone przy wysokich częstotliwościach. 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. Diody przełączające stosowane do prostowania i gaszenia są również ważną przyczyną zakłóceń o wysokiej częstotliwości. Ponieważ diody prostownicze i gaszeniowe pracują w stanie przełączania wysokiej częstotliwości, ze względu na obecność pasożytniczej indukcyjności przewodu diody, pojemności złącza i wpływu wstecznego prądu powrotnego, pracują one przy bardzo dużych szybkościach zmian napięcia i prądu, co skutkuje w oscylacjach o wysokiej częstotliwości. Ponieważ diody prostownicze i gaszące znajdują się zwykle blisko linii wyjściowej mocy, generowane przez nie zakłócenia o wysokiej częstotliwości będą najprawdopodobniej przesyłane przez linię wyjściową prądu stałego.
Aby poprawić współczynnik mocy, zasilacze impulsowe do komunikacji wykorzystują aktywne obwody korekcji 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 prądu zerowego, napięcia zerowego lub napięcia zerowego. Technologia ta znacznie redukuje zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez urządzenia przełączające. Jednak bezstratne obwody absorpcyjne z miękkim przełączaniem wykorzystują głównie l i c do przenoszenia energii i wykorzystują jednokierunkowe właściwości przewodzące diod, aby osiągnąć jednokierunkową konwersję energii. Dlatego diody w obwodzie rezonansowym stały się głównym źródłem zakłóceń elektromagnetycznych.
W zasilaczach impulsowych do komunikacji 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 nie osiągnie częstotliwości rezonansowej, całkowicie traci swoją funkcję kondensatora i staje się indukcyjny. Przyczyną zakłóceń elektromagnetycznych jest także niewłaściwe użycie kondensatorów filtrujących oraz zbyt długie przewody.
