Compatibilità elettromagnetica degli alimentatori switching
Le ragioni dei problemi di compatibilità elettromagnetica causati dagli alimentatori a commutazione sono piuttosto complicate perché funzionano in condizioni di commutazione ad alta tensione e corrente elevata. In termini di proprietà elettromagnetiche dell'intera macchina, esistono principalmente accoppiamento di impedenza comune, accoppiamento linea-linea, accoppiamento del campo elettrico, accoppiamento del campo magnetico e accoppiamento dell'onda elettromagnetica. L'accoppiamento di impedenza comune è principalmente l'impedenza elettrica comune tra la sorgente del disturbo e il corpo perturbato, attraverso la quale il segnale di disturbo entra nel corpo perturbato. L'accoppiamento linea-linea è principalmente l'accoppiamento reciproco di fili o linee PCB che generano tensione e corrente di disturbo a causa del cablaggio parallelo. L'accoppiamento del campo elettrico è dovuto principalmente all'esistenza della differenza di potenziale, che genera l'accoppiamento del campo elettrico indotto al corpo perturbato. L'accoppiamento del campo magnetico si riferisce principalmente all'accoppiamento del campo magnetico a bassa frequenza generato vicino alla linea elettrica a impulsi ad alta corrente all'oggetto disturbante. L'accoppiamento del campo elettromagnetico è dovuto principalmente alle onde elettromagnetiche ad alta frequenza generate dalla tensione pulsante o dalla corrente che si irradia verso l'esterno attraverso lo spazio e dall'accoppiamento al corrispondente corpo disturbato. In effetti, ciascun metodo di accoppiamento non può essere rigorosamente distinto, ma l'enfasi è diversa.
Nell'alimentatore a commutazione, il tubo di commutazione dell'alimentazione principale funziona in modalità di commutazione ad alta frequenza a una tensione molto elevata. La tensione e la corrente di commutazione sono vicine alle onde quadre. Dall'analisi dello spettro, il segnale ad onda quadra contiene ricche armoniche di ordine elevato. Lo spettro di frequenza dell'armonica superiore può raggiungere più di 1000 volte la frequenza dell'onda quadra. Allo stesso tempo, a causa dell'induttanza di dispersione e della capacità distribuita del trasformatore di potenza e dello stato di funzionamento non ideale del dispositivo di commutazione dell'alimentazione principale, vengono spesso generate oscillazioni armoniche di picco ad alta frequenza e ad alta tensione quando l'alta frequenza viene attivata o disattivata. . Le armoniche superiori generate dall'oscillazione armonica vengono trasmesse al circuito interno attraverso la capacità distribuita tra il tubo dell'interruttore e il radiatore o irradiate nello spazio attraverso il radiatore e il trasformatore. Anche i diodi di commutazione utilizzati per il raddrizzamento e la ruota libera sono un'importante causa di disturbi ad alta frequenza. Poiché i diodi di rettifica e di ricircolo funzionano nello stato di commutazione ad alta frequenza, l'esistenza dell'induttanza parassita dei conduttori dei diodi, l'esistenza della capacità di giunzione e l'influenza della corrente di recupero inverso li fanno funzionare a un livello molto elevato velocità di variazione della tensione e della corrente e producono oscillazioni ad alta frequenza. I diodi di rettifica e di ricircolo sono generalmente più vicini alla linea di uscita dell'alimentatore e i disturbi ad alta frequenza da essi generati hanno maggiori probabilità di essere trasmessi attraverso la linea di uscita CC. Per migliorare il fattore di potenza, l'alimentatore switching adotta un circuito di correzione del fattore di potenza attivo. Allo stesso tempo, al fine di migliorare l'efficienza e l'affidabilità del circuito e ridurre lo stress elettrico del dispositivo di potenza, vengono utilizzate numerose tecnologie di commutazione morbida. Tra queste, la tecnologia di commutazione a tensione zero, corrente zero o tensione zero/corrente zero è quella più utilizzata. Questa tecnologia riduce notevolmente i disturbi elettromagnetici generati dai dispositivi di commutazione. Tuttavia, la maggior parte dei circuiti di assorbimento non distruttivi a commutazione morbida utilizzano L e C per trasferire energia e utilizzano la conduttività unidirezionale dei diodi per realizzare la conversione unidirezionale dell'energia. Pertanto, i diodi nel circuito risonante diventano una delle principali fonti di disturbi elettromagnetici.
Gli alimentatori a commutazione utilizzano generalmente induttori e condensatori di accumulo di energia per formare circuiti di filtro L e C per filtrare i segnali di disturbo differenziali e di modo comune. A causa della capacità distribuita della bobina dell'induttore, la frequenza di risonanza della bobina dell'induttore viene ridotta, in modo che un gran numero di segnali di disturbo ad alta frequenza passino attraverso la bobina dell'induttore e si propaghino verso l'esterno lungo la linea di alimentazione CA o l'uscita CC linea. All'aumentare della frequenza del segnale di disturbo, la capacità del condensatore del filtro e l'effetto di filtraggio diminuiranno continuamente a causa dell'induttanza del filo conduttore e porteranno anche a cambiamenti nei parametri del condensatore, che è anche una causa di disturbo elettromagnetico.
