Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα μεταγωγικών τροφοδοτικών
Οι λόγοι για τα προβλήματα ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας που προκαλούνται από τα τροφοδοτικά μεταγωγής που λειτουργούν υπό συνθήκες μεταγωγής υψηλής τάσης και υψηλού ρεύματος είναι αρκετά περίπλοκοι. Όσον αφορά τις ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες ολόκληρου του μηχανήματος, υπάρχουν κυρίως διάφοροι τύποι: σύζευξη κοινής σύνθετης αντίστασης, σύζευξη γραμμής σε γραμμή, σύζευξη ηλεκτρικού πεδίου, σύζευξη μαγνητικού πεδίου και σύζευξη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Η σύζευξη κοινής σύνθετης αντίστασης αναφέρεται κυρίως στην κοινή σύνθετη αντίσταση μεταξύ της πηγής διαταραχής και του διαταραγμένου αντικειμένου ηλεκτρικά, μέσω της οποίας το σήμα διαταραχής εισέρχεται στο διαταραγμένο αντικείμενο. Η σύζευξη γραμμής με γραμμή αναφέρεται κυρίως στην αμοιβαία σύζευξη μεταξύ καλωδίων ή καλωδίων PCB που δημιουργούν τάση και ρεύμα διαταραχής λόγω παράλληλης καλωδίωσης. Η σύζευξη ηλεκτρικού πεδίου οφείλεται κυρίως στην παρουσία διαφοράς δυναμικού, η οποία δημιουργεί επαγόμενη σύζευξη ηλεκτρικού πεδίου στο διαταραγμένο σώμα. Η σύζευξη μαγνητικού πεδίου αναφέρεται κυρίως στη σύζευξη μαγνητικών πεδίων χαμηλής συχνότητας που δημιουργούνται κοντά σε γραμμές ισχύος παλμών υψηλού ρεύματος σε αντικείμενα διαταραχής. Η σύζευξη ηλεκτρομαγνητικού πεδίου οφείλεται κυρίως στα ηλεκτρομαγνητικά κύματα υψηλής συχνότητας που παράγονται από την παλμική τάση ή ρεύμα που ακτινοβολεί προς τα έξω μέσω του χώρου, με αποτέλεσμα τη σύζευξη με το αντίστοιχο διαταραγμένο σώμα. Στην πραγματικότητα, κάθε μέθοδος σύζευξης δεν μπορεί να διακριθεί αυστηρά, μόνο με διαφορετικές εστίες.
Σε ένα τροφοδοτικό μεταγωγής, ο κύριος διακόπτης ισχύος λειτουργεί σε λειτουργία μεταγωγής υψηλής συχνότητας σε υψηλή τάση και η τάση και το ρεύμα μεταγωγής είναι κοντά στα τετραγωνικά κύματα. Από την ανάλυση φάσματος, είναι γνωστό ότι τα σήματα τετραγωνικών κυμάτων περιέχουν πλούσιες αρμονικές υψηλής τάξης. Το φάσμα αυτής της αρμονικής υψηλότερης τάξης μπορεί να φτάσει πάνω από 1000 φορές τη συχνότητα τετραγωνικών κυμάτων. Ταυτόχρονα, λόγω της επαγωγής διαρροής και της κατανεμημένης χωρητικότητας του μετασχηματιστή ισχύος, καθώς και της μη ιδανικής κατάστασης λειτουργίας του κύριου διακόπτη ισχύος, δημιουργούνται συχνά αρμονικές ταλαντώσεις κορυφής υψηλής συχνότητας και υψηλής τάσης κατά την ενεργοποίηση ή απενεργοποιημένο σε υψηλές συχνότητες. Οι αρμονικές υψηλής τάξης που παράγονται από αυτή την αρμονική ταλάντωση μεταδίδονται στο εσωτερικό κύκλωμα μέσω της κατανεμημένης χωρητικότητας μεταξύ του σωλήνα διακόπτη και της ψύκτρας ή ακτινοβολούνται στο διάστημα μέσω της ψύκτρας και του μετασχηματιστή. Οι διόδους μεταγωγής που χρησιμοποιούνται για διόρθωση και συνέχιση είναι επίσης μια σημαντική αιτία διαταραχών υψηλής συχνότητας. Λόγω της κατάστασης μεταγωγής υψηλής συχνότητας του ανορθωτή και των διόδων ελεύθερου τροχού, η παρουσία παρασιτικής επαγωγής και χωρητικότητας διασταύρωσης στα καλώδια των διόδων, καθώς και η επίδραση του ρεύματος ανάστροφης ανάκτησης, τα κάνει να λειτουργούν σε υψηλούς ρυθμούς μεταβολής τάσης και ρεύματος και δημιουργούν ταλαντώσεις υψηλής συχνότητας. Οι ανορθωτές και οι δίοδοι ελεύθερου τροχού είναι γενικά κοντά στη γραμμή εξόδου ισχύος και οι διαταραχές υψηλής συχνότητας που δημιουργούνται από αυτές είναι πολύ πιθανό να μεταδίδονται μέσω της γραμμής εξόδου DC. Προκειμένου να βελτιωθεί ο συντελεστής ισχύος, τα τροφοδοτικά μεταγωγής υιοθετούν κυκλώματα διόρθωσης ενεργού συντελεστή ισχύος. Ταυτόχρονα, προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση και η αξιοπιστία του κυκλώματος και να μειωθεί η ηλεκτρική καταπόνηση των συσκευών ισχύος, έχει υιοθετηθεί ένας μεγάλος αριθμός τεχνολογιών soft switching. Μεταξύ αυτών, η τεχνολογία μεταγωγής μηδενικής τάσης, μηδενικού ρεύματος ή μηδενικής τάσης/μηδενικού ρεύματος είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη. Αυτή η τεχνολογία μειώνει σημαντικά τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές που δημιουργούνται από συσκευές μεταγωγής. Ωστόσο, τα περισσότερα κυκλώματα απορρόφησης χωρίς απώλειες μαλακών διακοπτών χρησιμοποιούν τα L και C για μεταφορά ενέργειας, χρησιμοποιώντας τη μονοκατευθυντική αγωγιμότητα των διόδων για την επίτευξη μονοκατευθυντικής μετατροπής ενέργειας. Επομένως, οι δίοδοι σε αυτό το κύκλωμα συντονισμού γίνονται κύρια πηγή ηλεκτρομαγνητικής διαταραχής.
Τα τροφοδοτικά μεταγωγής χρησιμοποιούν γενικά επαγωγείς και πυκνωτές αποθήκευσης ενέργειας για να σχηματίσουν κυκλώματα φιλτραρίσματος L και C, επιτυγχάνοντας φιλτράρισμα σημάτων διαταραχής διαφορικού και κοινού τρόπου λειτουργίας. Λόγω της κατανεμημένης χωρητικότητας του πηνίου επαγωγής, η αυτοσυντονιζόμενη συχνότητα του πηνίου επαγωγής μειώνεται, με αποτέλεσμα μεγάλος αριθμός σημάτων διαταραχής υψηλής συχνότητας να διέρχονται από το πηνίο επαγωγής και να διαδίδονται προς τα έξω κατά μήκος της γραμμής ισχύος AC ή της γραμμής εξόδου DC. Καθώς η συχνότητα του σήματος διαταραχής αυξάνεται στον πυκνωτή του φίλτρου, η επίδραση της επαγωγής του ηλεκτροδίου οδηγεί σε συνεχή μείωση της χωρητικότητας και του φαινομένου φιλτραρίσματος, ακόμη και σε αλλαγές στις παραμέτρους του πυκνωτή, κάτι που είναι επίσης λόγος για ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές.
