Ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα του τροφοδοτικού Switch Mode
Οι λόγοι για τα προβλήματα ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας που προκαλούνται από τα τροφοδοτικά μεταγωγής που λειτουργούν υπό συνθήκες μεταγωγής υψηλής τάσης και μεγάλου ρεύματος είναι αρκετά περίπλοκοι. Όσον αφορά τις ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες ολόκληρης της μηχανής, υπάρχουν κυρίως κοινή σύζευξη σύνθετης αντίστασης, σύζευξη γραμμής σε γραμμή, σύζευξη ηλεκτρικού πεδίου, σύζευξη μαγνητικού πεδίου και σύζευξη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Η σύζευξη κοινής σύνθετης αντίστασης είναι κυρίως η κοινή ηλεκτρική αντίσταση μεταξύ της πηγής παρενόχλησης και του παρενοχλούμενου σώματος. Μέσω αυτής της αντίστασης, το σήμα παρενόχλησης εισέρχεται στο παρενοχλούμενο σώμα. Η σύζευξη γραμμής με γραμμή είναι κυρίως η αμοιβαία σύζευξη καλωδίων ή γραμμών PCB που δημιουργούν τάσεις διαταραχής και ρεύματα διαταραχής λόγω παράλληλης καλωδίωσης. Η σύζευξη ηλεκτρικού πεδίου οφείλεται κυρίως στην ύπαρξη διαφοράς δυναμικού, η οποία προκαλεί το επαγόμενο ηλεκτρικό πεδίο να προκαλέσει σύζευξη 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 παρενόχλησης. Η σύζευξη ηλεκτρομαγνητικού πεδίου οφείλεται κυρίως στα ηλεκτρομαγνητικά κύματα υψηλής συχνότητας που παράγονται από παλλόμενη τάση ή ρεύμα που ακτινοβολούν προς τα έξω μέσω του χώρου και προκαλούν σύζευξη στο αντίστοιχο διαταραγμένο σώμα. Στην πραγματικότητα, κάθε μέθοδος σύζευξης δεν μπορεί να διακριθεί αυστηρά, αλλά η εστίαση είναι διαφορετική.
Στο τροφοδοτικό μεταγωγής, ο κύριος σωλήνας διακόπτη ισχύος λειτουργεί σε λειτουργία μεταγωγής υψηλής συχνότητας σε πολύ υψηλή τάση. Η τάση μεταγωγής και το ρεύμα μεταγωγής είναι και τα δύο κοντά σε τετραγωνικά κύματα. Από την ανάλυση φάσματος, είναι γνωστό ότι το σήμα τετραγωνικού κύματος περιέχει πλούσιες αρμονικές υψηλής τάξης. Το φάσμα αυτής της αρμονικής υψηλής τάξης μπορεί να φτάσει περισσότερες από 1000 φορές της συχνότητας τετραγωνικών κυμάτων. Ταυτόχρονα, λόγω των μη ιδανικών συνθηκών λειτουργίας της επαγωγής διαρροής και της κατανεμημένης χωρητικότητας του μετασχηματιστή ισχύος και της κύριας συσκευής μεταγωγής ισχύος, οι αρμονικές ταλαντώσεις κορυφής υψηλής συχνότητας και υψηλής τάσης συμβαίνουν συχνά όταν ενεργοποιούνται υψηλές συχνότητες ή μακριά από. Οι υψηλότερες αρμονικές που παράγονται από αυτή την αρμονική ταλάντωση εισάγονται στο εσωτερικό κύκλωμα μέσω της κατανεμημένης χωρητικότητας μεταξύ του σωλήνα διακόπτη και του ψυγείου ή ακτινοβολούνται στο χώρο μέσω του ψυγείου και του μετασχηματιστή. Οι διόδους μεταγωγής που χρησιμοποιούνται για την ανόρθωση και τον ελεύθερο τροχό είναι επίσης μια σημαντική αιτία διαταραχών υψηλής συχνότητας. Επειδή ο ανορθωτής και οι δίοδοι ελεύθερου τροχού λειτουργούν σε κατάσταση μεταγωγής υψηλής συχνότητας, η παρασιτική επαγωγή της διόδου, η χωρητικότητα διασταύρωσης και η επίδραση του ρεύματος ανάστροφης ανάκτησης την κάνουν να λειτουργεί με πολύ υψηλό ρυθμό αλλαγής τάσης και ρεύματος και παράγει ταλαντώσεις υψηλής συχνότητας . . Οι ανορθωτές και οι δίοδοι ελεύθερου τροχού είναι γενικά κοντά στη γραμμή εξόδου ισχύος και η διαταραχή υψηλής συχνότητας που δημιουργούν είναι πολύ πιθανό να μεταδοθεί 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 των κυκλωμάτων και να μειωθεί η ηλεκτρική καταπόνηση στις συσκευές ισχύος, χρησιμοποιείται ευρέως η τεχνολογία 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 την ηλεκτρομαγνητική διαταραχή που δημιουργείται από τις συσκευές μεταγωγής. Ωστόσο, τα περισσότερα κυκλώματα απορρόφησης χωρίς απώλειες μαλακής μεταγωγής χρησιμοποιούν τα L και C για μεταφορά ενέργειας και χρησιμοποιούν την μονοκατευθυντική αγώγιμη απόδοση των διόδων για την επίτευξη μονοκατευθυντικής μετατροπής ενέργειας. Επομένως, οι δίοδοι στο κύκλωμα συντονισμού γίνονται κύρια πηγή ηλεκτρομαγνητικής διαταραχής.
Τα τροφοδοτικά μεταγωγής χρησιμοποιούν γενικά επαγωγείς και πυκνωτές αποθήκευσης ενέργειας για να σχηματίσουν κυκλώματα φίλτρων L και C για να φιλτράρουν σήματα διαταραχής διαφορικής λειτουργίας και κοινής λειτουργίας. Λόγω της κατανεμημένης χωρητικότητας του πηνίου επαγωγής, η αυτοσυντονιζόμενη συχνότητα του πηνίου επαγωγής μειώνεται, με αποτέλεσμα ένας μεγάλος αριθμός σημάτων διαταραχής υψηλής συχνότητας να διέρχεται από το πηνίο του επαγωγέα και να διαδίδεται προς τα έξω κατά μήκος της γραμμής ισχύος AC ή της γραμμής εξόδου DC . Καθώς αυξάνεται η συχνότητα του σήματος διαταραχής του πυκνωτή του φίλτρου, η επίδραση της επαγωγής του μολύβδου προκαλεί τη συνεχή μείωση της χωρητικότητας και του φαινομένου φιλτραρίσματος, ακόμη και προκαλεί αλλαγή των παραμέτρων του πυκνωτή, κάτι που είναι επίσης αιτία ηλεκτρομαγνητικής διαταραχής.
