Introduzione alla compatibilità elettromagnetica delle alimentatori di commutazione
Le ragioni per i problemi di compatibilità elettromagnetica causati da alimentatori di commutazione che funzionano in alta tensione e stati di commutazione ad alta corrente sono piuttosto complessi. In termini di proprietà elettromagnetiche di tutta la macchina, esistono principalmente diversi tipi: accoppiamento di impedenza comune, accoppiamento da linea a linea, accoppiamento sul campo elettrico, accoppiamento del campo magnetico e accoppiamento ad onda elettromagnetica. L'accoppiamento di impedenza comune si riferisce principalmente all'impedenza comune tra la fonte di disturbo e l'oggetto di disturbo nel campo elettrico, attraverso il quale il segnale di disturbo entra nell'oggetto di disturbo. L'accoppiamento inter linea si riferisce principalmente all'accoppiamento reciproco tra fili o linee PCB che generano tensione di interferenza e corrente a causa del cablaggio parallelo. L'accoppiamento del campo elettrico è dovuto principalmente all'esistenza di differenze potenziali, che genera accoppiamento del campo elettrico indotto sul corpo disturbato. L'accoppiamento del campo magnetico si riferisce principalmente all'accoppiamento di campi magnetici a bassa frequenza generati vicino a linee di alimentazione di impulsi ad alta corrente agli oggetti disturbati. L'accoppiamento del campo elettromagnetico è causato principalmente dalle onde elettromagnetiche ad alta frequenza generate mediante tensione pulsante o corrente che si irradia verso l'esterno attraverso lo spazio, con conseguente accoppiamento con il corrispondente corpo disturbato. In effetti, ogni metodo di accoppiamento non può essere strettamente distinto, solo l'enfasi è diversa.
In un alimentatore di commutazione, il transistor di commutazione di alimentazione principale funziona in una modalità di commutazione ad alta frequenza ad alte tensioni e la tensione di commutazione e la corrente sono vicine alle onde quadrate. Dall'analisi spettrale, è noto che il segnale dell'onda quadra contiene armoniche ricche di ordine elevato. Lo spettro di questa armonica di alto ordine può raggiungere oltre 1000 volte la frequenza di un'onda quadra. Allo stesso tempo, a causa dell'induttanza di perdita e della capacità distribuita dei trasformatori di potenza, nonché allo stato di lavoro non ideale dei principali dispositivi di commutazione di potenza, le oscillazioni armoniche ad alta tensione e ad alta tensione vengono spesso generate quando si accendono o si spegne alle alte frequenze. Le armoniche di alto ordine generate dall'oscillazione armonica vengono trasmesse nel circuito interno attraverso la capacità distribuita tra il tubo di commutazione e il dissipatore di calore o irradiate nello spazio attraverso il dissipatore di calore e il trasformatore. La commutazione dei diodi utilizzati per la rettifica e la ruota libera è anche una causa importante di disturbi ad alta frequenza. A causa del funzionamento dei diodi a ruota libera e a ruota libera nello stato di commutazione ad alta frequenza, l'induttanza parassita e la capacità di giunzione dei lead del diodo, nonché l'influenza della corrente di recupero inversa, fanno funzionare a tassi di variazione ad alta tensione e di corrente e generare oscillazioni ad alta frequenza. I rettificatori e i diodi a ruota libera sono generalmente situati vicino alla linea di uscita di potenza e i disturbi ad alta frequenza che generano hanno maggiori probabilità di essere trasmessi attraverso la linea di uscita DC. Gli alimentatori di commutazione utilizzano circuiti di correzione del fattore di potenza attivi per migliorare il fattore di potenza. Nel frattempo, al fine di migliorare l'efficienza e l'affidabilità del circuito e ridurre la sollecitazione elettrica sui dispositivi di alimentazione, sono stati adottati un gran numero di tecnologie di commutazione morbida. Tra questi, la tecnologia a tensione zero, corrente zero o zero tensione/corrente di corrente zero è la più utilizzata. Questa tecnologia riduce notevolmente l'interferenza elettromagnetica generata dai dispositivi di commutazione. Tuttavia, la maggior parte dei circuiti di assorbimento senza perdita di perdita di grave utilizza L e C per il trasferimento di energia e utilizza la conduttività unidirezionale dei diodi per ottenere una conversione di energia unidirezionale. Pertanto, i diodi in questo circuito risonante diventano una delle principali fonti di interferenza elettromagnetica.
Gli alimentatori di commutazione generalmente utilizzano induttori e condensatori di accumulo di energia per formare circuiti di filtraggio L e C per filtrare i segnali di interferenza differenziale e di modalità comune. A causa della capacità distribuita della bobina induttore, la frequenza auto-risonante della bobina induttore diminuisce, con conseguente grande quantità di segnali di interferenza ad alta frequenza che passano attraverso la bobina induttore e si propagano verso l'esterno lungo la linea di alimentazione AC o la linea di uscita DC. All'aumentare della frequenza del segnale di interferenza, l'effetto dell'induttanza di piombo sul condensatore di filtraggio porta a una riduzione continua della capacità e dell'effetto di filtraggio e persino cambiamenti nei parametri del condensatore, che è anche una causa dell'interferenza elettromagnetica.
