Compatibilidade eletromagnética da fonte de alimentação comutada
As razões para problemas de compatibilidade eletromagnética causados pela comutação de fontes de alimentação operando sob condições de comutação de alta tensão e grandes correntes são bastante complexas. Em termos das propriedades eletromagnéticas 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. O acoplamento de impedância comum é principalmente a impedância elétrica comum entre a fonte de assédio e o corpo assediado. Através desta impedância, o sinal de assédio entra no corpo assediado. O acoplamento linha a linha é principalmente o acoplamento mútuo de fios ou linhas de PCB que geram tensões e correntes perturbadoras devido à fiação paralela. O acoplamento do campo elétrico se deve principalmente à existência de diferença de potencial, que faz com que o campo elétrico induzido cause acoplamento de campo ao corpo perturbado. O acoplamento de campo magnético refere-se principalmente ao acoplamento de campos magnéticos de baixa frequência gerados perto de linhas de energia de pulso de alta corrente para objetos perturbadores. O acoplamento do campo eletromagnético se deve principalmente às ondas eletromagnéticas de alta frequência geradas pela tensão ou corrente pulsante que irradiam para fora através do espaço e causam o 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 tubo do interruptor de alimentação principal opera em um modo de comutação de alta frequência em uma tensão muito alta. A tensão de comutação e a corrente de comutação estão próximas das ondas quadradas. A partir da análise do espectro, sabe-se que o sinal de onda quadrada contém ricos harmônicos de alta ordem. O espectro deste harmônico de alta ordem pode atingir mais de 1000 vezes a frequência da onda quadrada. Ao mesmo tempo, devido às condições de trabalho não ideais da indutância de vazamento e da capacitância distribuída do transformador de potência e do dispositivo de comutação de energia principal, oscilações harmônicas de pico de alta frequência e alta tensão ocorrem frequentemente quando altas frequências são ligadas ou desligado. Os harmônicos mais elevados gerados por esta oscilação harmônica 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. Diodos de comutação usados para retificação e roda livre também são uma causa importante de perturbação de alta frequência. Como o retificador e os diodos de roda livre funcionam em um estado de comutação de alta frequência, a indutância parasita do condutor, a capacitância da junção e a influência da corrente de recuperação reversa fazem com que ele funcione em uma tensão muito alta e taxa de mudança de corrente, e produz oscilações de alta frequência . . Os diodos retificadores e de roda livre geralmente estão próximos à linha de saída de energia, e a perturbação de alta frequência que eles geram provavelmente será transmitida através da linha de saída CC. Para melhorar o fator de potência, as fontes chaveadas 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 nos dispositivos de energia, a tecnologia de comutação suave é amplamente utilizada. Entre eles, a tecnologia de comutação de tensão zero, corrente zero ou tensão zero/corrente zero é a mais amplamente utilizada. Esta tecnologia reduz bastante a perturbação eletromagnética gerada pelos dispositivos de comutação. No entanto, a maioria dos circuitos de absorção sem perdas de comutação suave usam L e C para transferência de energia e usam o desempenho condutivo unidirecional dos diodos para obter conversão de energia unidirecional. Portanto, os diodos no circuito ressonante tornam-se uma importante fonte de perturbação eletromagnética.
As fontes de alimentação chaveadas geralmente usam indutores e capacitores de armazenamento de energia para formar circuitos de filtro L e C para filtrar sinais de perturbação de modo diferencial e modo comum. 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 perturbação 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 perturbação do capacitor do filtro aumenta, o efeito da indutância do condutor faz com que a capacitância e o efeito de filtragem diminuam continuamente e até mesmo faz com que os parâmetros do capacitor mudem, o que também é uma causa de perturbação eletromagnética.
