سازگاری الکترومغناطیسی منابع تغذیه سوئیچینگ
دلایل مشکلات سازگاری الکترومغناطیسی ناشی از منابع تغذیه سوئیچینگ بسیار پیچیده است زیرا آنها در شرایط سوئیچینگ ولتاژ و جریان بالا کار می کنند. از نظر خواص الکترومغناطیسی کل دستگاه، عمدتاً کوپلینگ امپدانس مشترک، کوپلینگ خط به خط، جفت میدان الکتریکی، جفت میدان مغناطیسی و جفت موج الکترومغناطیسی وجود دارد. کوپلینگ امپدانس مشترک عمدتاً امپدانس مشترک الکتریکی بین منبع اغتشاش و بدنه آشفته است که از طریق آن سیگنال اختلال وارد بدنه آشفته می شود. کوپلینگ خط به خط عمدتاً کوپلینگ متقابل سیم ها یا خطوط PCB است که به دلیل سیم کشی موازی، ولتاژ و جریان اختلال ایجاد می کند. جفت شدن میدان الکتریکی عمدتاً به دلیل وجود اختلاف پتانسیل است که باعث ایجاد جفت میدانی میدان الکتریکی القایی به جسم آشفته می شود. جفت میدان مغناطیسی عمدتاً به جفت شدن میدان مغناطیسی فرکانس پایین ایجاد شده در نزدیکی خط برق پالس جریان بالا به جسم مزاحم اشاره دارد. جفت شدن میدان الکترومغناطیسی عمدتاً به دلیل امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا است که توسط ولتاژ ضربانی یا جریان تابشی به خارج از فضا و جفت شدن به جسم آشفته مربوطه ایجاد 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 نزدیک به امواج مربع است. از تجزیه و تحلیل طیف، سیگنال موج مربع حاوی هارمونیک های غنی مرتبه بالا است. طیف فرکانس هارمونیک بالاتر می تواند به بیش از 1000 برابر فرکانس موج مربع برسد. در عین حال، به دلیل اندوکتانس نشتی و ظرفیت پراکنده ترانسفورماتور قدرت و وضعیت کار غیر ایده آل دستگاه کلید برق اصلی، اغلب هنگام روشن یا خاموش شدن فرکانس بالا، نوسانات هارمونیک اوج فرکانس بالا و ولتاژ بالا ایجاد می شود. . هارمونیک های بالاتر تولید شده توسط نوسان هارمونیک از طریق ظرفیت خازنی توزیع شده بین لوله کلید و رادیاتور به مدار داخلی منتقل می شود یا از طریق رادیاتور و ترانسفورماتور به فضا تابش می شود. دیودهای سوئیچینگ مورد استفاده برای یکسوسازی و چرخش آزاد نیز یکی از دلایل مهم اختلالات فرکانس بالا هستند. از آنجایی که دیودهای یکسوسازی و چرخش آزاد در حالت سوئیچینگ فرکانس بالا کار می کنند، وجود اندوکتانس انگلی لیدهای دیودها، وجود ظرفیت اتصال و تأثیر جریان بازیابی معکوس باعث می شود که در بسیار بالا کار کند. نرخ تغییر ولتاژ و جریان و ایجاد نوسانات با فرکانس بالا. دیودهای یکسوسازی و چرخ آزاد معمولاً به خط خروجی منبع تغذیه نزدیکتر هستند و اختلالات 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 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/جریان صفر بیشترین کاربرد را دارد. این فناوری تا حد زیادی اختلالات الکترومغناطیسی ایجاد شده توسط دستگاه های سوئیچینگ را کاهش می دهد. با این حال، اکثر مدارهای جذب غیر مخرب سوئیچینگ نرم از L و C برای انتقال انرژی استفاده می کنند و از رسانایی یک طرفه دیودها برای تحقق تبدیل انرژی یک طرفه استفاده می کنند. بنابراین، دیودهای موجود در مدار رزونانس به منبع اصلی اختلالات الکترومغناطیسی تبدیل می‌شوند.
منابع تغذیه سوئیچینگ معمولاً از سلف‌ها و خازن‌های ذخیره انرژی برای تشکیل مدارهای فیلتر L و C برای فیلتر کردن سیگنال‌های اختلال دیفرانسیل و حالت مشترک استفاده می‌کنند. به دلیل ظرفیت توزیع شده سیم پیچ سلف، فرکانس خود رزونانس سیم پیچ سلف کاهش می یابد، به طوری که تعداد زیادی سیگنال اختلال با فرکانس بالا از سیم پیچ سلف عبور کرده و در امتداد خط برق AC یا خروجی DC به بیرون منتشر می شود. خط با افزایش فرکانس سیگنال اختلال، ظرفیت خازن فیلتر و اثر فیلتر به دلیل القایی سیم سرب به طور مداوم کاهش می یابد و حتی منجر به تغییر در پارامترهای خازن می شود که این خود نیز عامل ایجاد اختلال الکترومغناطیسی است.
