Compatibilidade da fonte de alimentação comutada com campos eletromagnéticos
O problema de compatibilidade eletromagnética causado pela fonte de alimentação comutada de comunicação é bastante complicado porque funciona no estado de comutação de alta tensão e alta corrente. Em termos de compatibilidade eletromagnética de toda a máquina, há principalmente acoplamento de impedância comum, acoplamento linha a linha, acoplamento de campo elétrico, acoplamento de campo magnético e acoplamento de onda eletromagnética. Os três elementos da compatibilidade eletromagnética são: fonte de interferência, caminho de propagação e objeto interferido. O acoplamento de co-impedância refere-se principalmente à impedância elétrica comum entre a fonte de interferência e o objeto interferido, através do qual o sinal de interferência entra no objeto interferido. O acoplamento linha a linha é principalmente o acoplamento mútuo causado pela fiação paralela de fios ou linhas de PCB que geram tensões de interferência e correntes de interferência. O acoplamento do campo elétrico é principalmente devido à existência de diferença de potencial, o campo elétrico induzido gerado pelo acoplamento ao corpo perturbado. O acoplamento do campo magnético é principalmente o acoplamento do campo magnético de baixa frequência gerado perto da linha de energia de pulso de alta corrente ao objeto de interferência. O acoplamento da onda eletromagnética é principalmente devido à onda eletromagnética de alta frequência gerada pela tensão ou corrente pulsante, que irradia para fora através do espaço e se acopla ao corpo perturbado correspondente. Na verdade, cada método de acoplamento não pode ser estritamente distinguido, mas a ênfase é diferente.
Em uma fonte de alimentação comutada, o tubo principal de comutação de energia funciona em um modo de comutação de alta frequência em uma tensão muito alta. A tensão de comutação e a corrente de comutação são ambas ondas quadradas, e o espectro de frequência dos harmônicos de alta ordem contidos na onda quadrada pode atingir a frequência da onda quadrada. mais de 1000 vezes. Ao mesmo tempo, devido à indutância de vazamento e capacitância distribuída do transformador de potência, e o estado de funcionamento do dispositivo de comutação de energia principal não é ideal, quando a alta frequência é ligada ou desligada, uma alta frequência e um pico harmônico de alta tensão a oscilação é frequentemente gerada e os Harmônicos de alta ordem são transmitidos ao circuito interno através da capacitância distribuída entre o tubo do interruptor 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 os diodos de retificação e roda livre trabalham em um estado de comutação de alta frequência, devido à influência da indutância parasita dos fios condutores dos diodos, à existência de capacitância de junção e à corrente de recuperação reversa, eles trabalham sob tensão muito alta e taxas de mudança de corrente, resultando em oscilação de alta frequência. Como o retificador e os diodos de roda livre geralmente estão próximos à linha de saída da fonte de alimentação, é mais provável que a interferência de alta frequência gerada por eles seja transmitida pela linha de saída CC.
A fim de melhorar o fator de potência, a fonte de alimentação de comutação de comunicação adota um circuito ativo de correção do fator de potência. Ao mesmo tempo, para melhorar a eficiência e a confiabilidade do circuito e reduzir o estresse elétrico do dispositivo de energia, um grande número de tecnologias de comutação suave é usado. Entre eles, a tecnologia de comutação de tensão zero, corrente zero ou corrente zero de tensão zero é a mais amplamente utilizada. Esta tecnologia reduz consideravelmente a interferência eletromagnética gerada pelos dispositivos de comutação. No entanto, o circuito de absorção não destrutivo de comutação suave usa principalmente l e c para transferência de energia e usa a condutividade unidirecional do diodo para realizar a conversão unidirecional de energia. Portanto, o diodo no circuito ressonante torna-se uma importante fonte de interferência eletromagnética.
Em fontes de alimentação de comutação de comunicação, os 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 AC em sinais DC suaves. Devido à capacitância distribuída da bobina de indutância, a frequência auto-ressonante da bobina de indutância é reduzida, de modo que um grande número de sinais de interferência de alta frequência passa pela bobina de indutância e se propaga para fora ao longo da linha de alimentação CA ou da saída CC linha. Para capacitores de filtro, à medida que a frequência do sinal de interferência aumenta, devido ao efeito da indutância do condutor, a capacitância e o efeito de filtragem continuarão diminuindo até atingir a frequência ressonante e acima, perderá completamente o papel do capacitor e se tornará indutivo. O uso impróprio de capacitores de filtro e cabos muito longos também são causas de interferência eletromagnética.
A fonte de alimentação de comutação de comunicação possui alta densidade de potência, alto grau de inteligência e microprocessador MCU, portanto, há sinais de tensão que variam de alto a quase mil volts a vários volts, de sinais digitais de alta frequência a sinais analógicos de baixa frequência , fonte de alimentação A distribuição do campo interno é bastante complexa. Fiação de PCB irracional, design estrutural irracional, filtro de entrada de linha de energia irracional, fiação de linha de energia de entrada e saída irracional, projeto irracional de CPU e circuito de detecção, todos os quais levarão à operação instável do sistema ou reduzirão o risco de descarga eletrostática e falha de energia. Imunidade a rajadas transitórias, relâmpagos, surtos e distúrbios conduzidos, distúrbios irradiados e campos eletromagnéticos irradiados.
A pesquisa de compatibilidade eletromagnética geralmente utiliza os instrumentos de detecção de campo eletromagnético estipulados em cispr16 e iec61000 e vários simuladores de sinais de interferência e equipamentos auxiliares, no local de teste padrão ou dentro do laboratório, por meio de análise de teste detalhada e combinada com o entendimento do desempenho do circuito. Faça pesquisas analíticas.
