Kompatybilność elektromagnetyczna zasilaczy impulsowych
Przyczyny problemów z kompatybilnością elektromagnetyczną powodowanych przez zasilacze impulsowe pracujące w warunkach przełączania o wysokim napięciu i wysokim prądzie są dość złożone. Jeśli chodzi o właściwości elektromagnetyczne całej maszyny, istnieje głównie kilka typów: sprzężenie wspólnej impedancji, sprzężenie między liniami, sprzężenie pola elektrycznego, sprzężenie pola magnetycznego i sprzężenie fali elektromagnetycznej. Wspólne sprzężenie impedancyjne odnosi się głównie do wspólnej impedancji elektrycznej pomiędzy źródłem zakłócenia a zakłócanym obiektem, przez którą sygnał zakłócenia przedostaje się do zakłócanego obiektu. Sprzężenie między liniami odnosi się głównie do wzajemnego sprzężenia przewodów lub przewodów PCB, które generują napięcie i prąd zakłócający w wyniku okablowania równoległego. Sprzężenie pola elektrycznego wynika głównie z obecności różnicy potencjałów, która generuje sprzężenie indukowanego pola elektrycznego na zaburzonym ciele. Sprzężenie pola magnetycznego odnosi się głównie do sprzęgania pól magnetycznych o niskiej częstotliwości generowanych w pobliżu impulsowych linii elektroenergetycznych o wysokim natężeniu prądu z obiektami zakłócającymi. Sprzężenie pola elektromagnetycznego wynika głównie z fal elektromagnetycznych o wysokiej częstotliwości, generowanych przez pulsujące napięcie lub prąd promieniujący na zewnątrz w przestrzeni, co powoduje sprzężenie z odpowiednim zaburzonym ciałem. W rzeczywistości nie można ściśle rozróżnić każdej metody łączenia, a jedynie z różnymi celami.
W zasilaczu impulsowym główny wyłącznik zasilania działa w trybie przełączania wysokiej częstotliwości przy wysokim napięciu, a napięcie i prąd przełączania są zbliżone do fal prostokątnych. Z analizy widma wiadomo, że sygnały o fali prostokątnej zawierają 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, a także nieidealny stan pracy głównego wyłącznika zasilania, podczas włączania lub wyłączania często powstają szczytowe oscylacje harmoniczne wysokiej częstotliwości i wysokiego napięcia. wyłączone przy wysokich częstotliwościach. Harmoniczne wyższego rzędu generowane przez te oscylacje harmoniczne są przesyłane do obwodu wewnętrznego poprzez rozproszoną pojemność pomiędzy rurką przełączającą a radiatorem lub wypromieniowywane w przestrzeń przez radiator i transformator. Diody przełączające stosowane do prostowania i kontynuacji są również ważną przyczyną zakłóceń o wysokiej częstotliwości. Ze względu na stan przełączania prostownika i diod jednokierunkowych o wysokiej częstotliwości, obecność pasożytniczej indukcyjności i pojemności złącza w przewodach diody, a także wpływ wstecznego prądu powrotnego, powodują, że działają one przy dużych szybkościach zmian napięcia i prądu, oraz generują oscylacje o wysokiej częstotliwości. Diody prostownicze i gaszące znajdują się zazwyczaj blisko linii wyjściowej mocy, a generowane przez nie zakłócenia o wysokiej częstotliwości będą najprawdopodobniej przenoszone przez linię wyjściową prądu stałego. Aby poprawić współczynnik mocy, zasilacze impulsowe wykorzystują aktywne obwody korekcji współczynnika mocy. Jednocześnie, aby poprawić wydajność i niezawodność obwodu oraz zmniejszyć naprężenia elektryczne urządzeń zasilających, przyjęto dużą liczbę technologii miękkiego przełączania. Wśród nich najczęściej stosowana jest technologia przełączania zerowego napięcia, zerowego prądu lub zerowego napięcia/zero prądu. Technologia ta znacznie redukuje zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez urządzenia przełączające. Jednakże większość bezstratnych obwodów absorpcyjnych z miękkim przełącznikiem wykorzystuje L i C do przenoszenia energii, wykorzystując jednokierunkową przewodność diod w celu uzyskania jednokierunkowej konwersji energii. Dlatego diody w tym obwodzie rezonansowym stają się głównym źródłem zakłóceń elektromagnetycznych.
Zasilacze impulsowe zazwyczaj wykorzystują cewki indukcyjne i kondensatory do magazynowania energii w celu utworzenia obwodów filtrujących L i C, co pozwala na filtrowanie sygnałów zakłóceń różnicowych i wspólnych. Ze względu na rozproszoną pojemność cewki indukcyjnej, częstotliwość rezonansu własnego cewki indukcyjnej jest zmniejszona, co powoduje dużą liczbę sygnałów zakłócających o wysokiej częstotliwości przechodzących przez cewkę indukcyjną i rozprzestrzeniających się na zewnątrz wzdłuż linii zasilającej prądu przemiennego lub linii wyjściowej prądu stałego. Wraz ze wzrostem częstotliwości sygnału zakłócającego w kondensatorze filtrującym działanie indukcyjności przewodu prowadzi do ciągłego spadku pojemności i efektu filtrującego, a nawet zmian parametrów kondensatora, co również jest przyczyną zakłóceń elektromagnetycznych.
