سازگاری منبع تغذیه سوئیچینگ با میدان های الکترومغناطیسی
مشکل سازگاری الکترومغناطیسی ناشی از منبع تغذیه سوئیچینگ ارتباطی بسیار پیچیده است زیرا در حالت سوئیچینگ ولتاژ بالا و جریان بالا کار می کند. از نظر سازگاری الکترومغناطیسی کل دستگاه، عمدتاً کوپلینگ امپدانس مشترک، جفت خط به خط، جفت میدان الکتریکی، جفت میدان مغناطیسی و جفت موج الکترومغناطیسی وجود دارد. سه عنصر سازگاری الکترومغناطیسی عبارتند از: منبع تداخل، مسیر انتشار و جسم تداخلی. کوپلینگ هم امپدانس عمدتاً به امپدانس مشترک الکتریکی بین منبع تداخل و جسم تداخلی اشاره دارد که از طریق آن سیگنال تداخل وارد جسم تداخلی می شود. کوپلینگ خط به خط عمدتاً کوپلینگ متقابل ناشی از سیم کشی موازی سیم ها یا خطوط PCB است که ولتاژهای تداخلی و جریان های تداخلی ایجاد می کند. جفت شدن میدان الکتریکی عمدتاً به دلیل وجود اختلاف پتانسیل، میدان الکتریکی القایی ایجاد شده توسط جفت به بدن مختل است. جفت میدان مغناطیسی عمدتاً جفت شدن میدان مغناطیسی فرکانس پایین ایجاد شده در نزدیکی خط برق پالس جریان بالا به جسم تداخلی است. جفت شدن موج الکترومغناطیسی عمدتاً به دلیل موج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا است که توسط ولتاژ یا جریان ضربانی ایجاد می شود، که از طریق فضا به بیرون تابش می کند و به جسم آشفته مربوطه جفت می شود. در واقع، هر روش کوپلینگ را نمی توان به طور دقیق متمایز کرد، اما تاکید آن متفاوت است.
در منبع تغذیه سوئیچینگ، لوله کلید اصلی برق در حالت سوئیچینگ فرکانس بالا با ولتاژ بسیار بالا کار می کند. ولتاژ سوئیچینگ و جریان سوئیچینگ هر دو موج مربعی هستند و طیف فرکانس هارمونیک های مرتبه بالا موجود در موج مربع می تواند به فرکانس موج مربع برسد. بیش از 1000 بار در عین حال، به دلیل اندوکتانس نشتی و ظرفیت توزیع شده ترانسفورماتور قدرت، و وضعیت کار دستگاه کلید برق اصلی ایده آل نیست، هنگامی که فرکانس بالا روشن یا خاموش می شود، یک هارمونیک پیک فرکانس بالا و ولتاژ بالا وجود دارد. نوسان اغلب ایجاد می شود و هارمونیک های مرتبه بالا از طریق ظرفیت خازنی توزیع شده بین لوله سوئیچ و رادیاتور به مدار داخلی منتقل می شوند یا از طریق رادیاتور و ترانسفورماتور به فضا تابش می شوند. دیودهای سوئیچینگ مورد استفاده برای یکسوسازی و چرخش آزاد نیز یکی از دلایل مهم تداخل فرکانس بالا هستند. از آنجایی که دیودهای یکسوسازی و چرخ آزاد در حالت سوئیچینگ فرکانس بالا کار می کنند، به دلیل تأثیر اندوکتانس انگلی سیم های سربی دیودها، وجود ظرفیت اتصال و جریان بازیابی معکوس، تحت ولتاژ بسیار بالا و نرخ های تغییر جریان، که منجر به نوسان با فرکانس بالا می شود. از آنجایی که دیودهای یکسو کننده و چرخ آزاد معمولاً به خط خروجی منبع تغذیه نزدیک هستند، تداخل فرکانس بالا ایجاد شده توسط آنها به احتمال زیاد از طریق خط خروجی DC منتقل می شود.
به منظور بهبود ضریب توان، منبع تغذیه سوئیچینگ ارتباطی یک مدار تصحیح ضریب توان فعال را اتخاذ می کند. در عین حال، به منظور بهبود کارایی و قابلیت اطمینان مدار و کاهش تنش الکتریکی دستگاه قدرت، از تعداد زیادی فناوری سوئیچینگ نرم استفاده می شود. در این میان، فناوری سوئیچینگ ولتاژ صفر، جریان صفر یا ولتاژ صفر، پرکاربردترین فناوری سوئیچینگ است. این فناوری تداخل الکترومغناطیسی ایجاد شده توسط دستگاه های سوئیچینگ را تا حد زیادی کاهش می دهد. با این حال، مدار جذب غیر مخرب سوئیچینگ نرم بیشتر از l و c برای انتقال انرژی استفاده می کند و از رسانایی یک طرفه دیود برای تحقق تبدیل انرژی یک طرفه استفاده می کند. بنابراین، دیود در مدار رزونانس به یک منبع تداخل اصلی تداخل الکترومغناطیسی تبدیل می شود.
در منابع تغذیه سوئیچینگ ارتباطی، سلفها و خازنهای ذخیره انرژی معمولاً برای تشکیل مدارهای فیلتر l و c برای فیلتر کردن سیگنالهای تداخل حالت دیفرانسیل و حالت مشترک و تبدیل سیگنالهای موج مربعی AC به سیگنالهای DC صاف استفاده میشوند. با توجه به ظرفیت توزیع شده سیم پیچ القایی، فرکانس خود تشدید سیم پیچ اندوکتانس کاهش می یابد، به طوری که تعداد زیادی سیگنال تداخل فرکانس بالا از سیم پیچ القایی عبور کرده و در طول خط برق AC یا خروجی DC به بیرون منتشر می شود. خط برای خازن های فیلتر، با بالا رفتن فرکانس سیگنال تداخل، به دلیل اثر اندوکتانس سرب، ظرفیت خازن و اثر فیلترینگ تا رسیدن به فرکانس تشدید و بالاتر، به طور کامل نقش خازن را از دست می دهد و تبدیل می شود. القائی. استفاده نادرست از خازن های فیلتر و سیم های سربی بیش از حد طولانی نیز از دلایل تداخل الکترومغناطیسی هستند.
منبع تغذیه سوئیچینگ ارتباطی دارای چگالی توان بالا، درجه هوش بالا و ریزپردازنده MCU است، بنابراین سیگنال های ولتاژی از بالا تا نزدیک به هزار ولت تا چند ولت، از سیگنال های دیجیتال فرکانس بالا تا سیگنال های آنالوگ فرکانس پایین وجود دارد. منبع تغذیه توزیع میدان داخلی کاملاً پیچیده است. سیم کشی غیر منطقی pcb، طراحی ساختاری نامعقول، فیلتر ورودی خط برق نامعقول، سیم کشی نامعقول خط برق ورودی و خروجی، طراحی غیر منطقی cpu و مدار تشخیص که همگی منجر به عملکرد ناپایدار سیستم یا کاهش خطر تخلیه الکترواستاتیک و قطع برق می شود. مصونیت در برابر انفجارهای گذرا، اصابت صاعقه، موجها و اختلالات هدایت شده، اختلالات تشعشعی و میدانهای الکترومغناطیسی تابشی.
تحقیق در مورد سازگاری الکترومغناطیسی به طور کلی از ابزارهای تشخیص میدان الکترومغناطیسی مندرج در cispr16 و iec61000 و شبیه سازهای سیگنال تداخل مختلف و تجهیزات کمکی، در محل تست استاندارد یا داخل آزمایشگاه، از طریق تجزیه و تحلیل دقیق تست و همراه با درک عملکرد مدار استفاده می کند. انجام تحقیقات تحلیلی.
