Problemas de compatibilidade eletromagnética na troca de fontes de alimentação
Como as fontes de alimentação chaveadas de comunicação operam em um estado de comutação de alta tensão e grande corrente, os problemas de compatibilidade eletromagnética causados por elas são bastante complexos. Em termos de compatibilidade eletromagnética de toda a máquina, existem principalmente acoplamento de impedância comum, acoplamento linha a linha, acoplamento de campo elétrico, acoplamento de campo magnético e acoplamento de ondas eletromagnéticas. Os três elementos da compatibilidade eletromagnética são: fonte de interferência, caminho de propagação e objeto interferido. O acoplamento de impedância comum significa principalmente que a fonte de interferência e o objeto interferido têm uma impedância elétrica comum, e o sinal interferente entra no objeto interferido através desta impedância. O acoplamento linha a linha é principalmente o acoplamento mútuo de fios ou linhas de PCB que geram tensões e correntes de interferência devido à fiação paralela. O acoplamento do campo elétrico se deve principalmente à existência de diferença de potencial e ao acoplamento do campo elétrico induzido ao objeto perturbado. O acoplamento de campo magnético é principalmente o acoplamento de campos magnéticos de baixa frequência gerados perto de linhas de energia de pulso de alta corrente a objetos de interferência. O acoplamento de ondas eletromagnéticas se deve principalmente às ondas eletromagnéticas de alta frequência geradas por tensão ou corrente pulsante, que irradiam para fora através do espaço e causam acoplamento ao corpo perturbado correspondente. Na verdade, cada método de acoplamento não pode ser estritamente distinguido, mas o foco é diferente.
Na fonte de alimentação chaveada, o interruptor de alimentação principal opera em modo de comutação de alta frequência em uma tensão muito alta. A tensão de comutação e a corrente de comutação são ondas quadradas. O espectro dos harmônicos de alta ordem contidos na onda quadrada pode atingir a frequência da onda quadrada. de mais de 1,000 vezes. Ao mesmo tempo, devido à indutância de fuga e à capacitância distribuída do transformador de potência, bem como à condição de funcionamento não ideal do dispositivo de comutação de energia principal, oscilações harmônicas de pico de alta frequência e alta tensão ocorrem frequentemente ao ligar ou desligado em altas frequências. Esta oscilação harmônica gera harmônicos de alta ordem que são introduzidos no circuito interno através da capacitância distribuída entre o tubo da chave e o radiador ou irradiados para o espaço através do radiador e do transformador. Os diodos de comutação usados para retificação e roda livre também são uma causa importante de interferência de alta frequência. Como o retificador e os diodos de roda livre funcionam em um estado de comutação de alta frequência, devido à existência da indutância parasita do condutor do diodo, da capacitância da junção e da influência da corrente de recuperação reversa, eles funcionam sob taxas de variação de tensão e corrente muito altas, resultando em oscilação de alta frequência. Como o retificador e os diodos de roda livre estão geralmente próximos da linha de saída de energia, é mais provável que a interferência de alta frequência que eles geram seja transmitida através da linha de saída CC.
Para melhorar o fator de potência, as fontes de alimentação comutadas de comunicação adotam circuitos ativos de correção do fator de potência. Ao mesmo tempo, a fim de melhorar a eficiência e a confiabilidade dos circuitos e reduzir o estresse elétrico dos dispositivos de energia, a tecnologia de comutação suave é amplamente utilizada. Entre eles, a tecnologia de comutação de tensão zero, corrente zero ou corrente zero com tensão zero é a mais amplamente utilizada. Esta tecnologia reduz bastante a interferência eletromagnética gerada pelos dispositivos de comutação. No entanto, os circuitos de absorção sem perdas de comutação suave usam principalmente l e c para transferência de energia e usam as propriedades condutoras unidirecionais dos diodos para obter conversão de energia unidirecional. Portanto, os diodos no circuito ressonante tornaram-se uma importante fonte de interferência eletromagnética.
Em fontes de alimentação de comutação de comunicação, indutores e capacitores de armazenamento de energia são geralmente usados para formar circuitos de filtro l e c para filtrar sinais de interferência de modo diferencial e modo comum e converter sinais de onda quadrada CA em sinais CC suaves. Devido à capacitância distribuída da bobina indutora, a frequência auto-ressonante da bobina indutora é reduzida, fazendo com que um grande número de sinais de interferência de alta frequência passem através da bobina indutora e se propaguem para fora ao longo da linha de alimentação CA ou linha de saída CC . À medida que a frequência do sinal de interferência aumenta, a capacitância e o efeito de filtragem do capacitor do filtro continuam a diminuir devido ao efeito da indutância do condutor. Até atingir acima da frequência de ressonância, perde completamente a função de capacitor e torna-se indutivo. O uso inadequado de capacitores de filtro e cabos excessivamente longos também são causas de interferência eletromagnética.
