Oorzaken van problemen met elektromagnetische compatibiliteit veroorzaakt door schakelende voedingen
De redenen voor problemen met de elektromagnetische compatibiliteit die worden veroorzaakt door 24V-schakelende voedingen die in schakeltoestanden met hoge spanning en hoge stroom werken, zijn behoorlijk complex. In termen van elektromagnetische compatibiliteit van de hele machine zijn er hoofdzakelijk verschillende typen: gemeenschappelijke impedantiekoppeling, lijn-naar-lijnkoppeling, elektrische veldkoppeling, magnetische veldkoppeling en elektromagnetische golfkoppeling. De drie elementen die door elektromagnetische compatibiliteit worden gegenereerd, zijn: storingsbron, voortplantingspad en verstoord object. Gemeenschappelijke impedantiekoppeling is hoofdzakelijk de gemeenschappelijke impedantie tussen de storingsbron en het verstoorde object in het elektrische veld, waardoor het storingssignaal het verstoorde object binnenkomt. Inter-lijnkoppeling heeft vooral betrekking op de onderlinge koppeling tussen draden of PCB-lijnen die door parallelle bedrading stoorspanning en stoorstroom genereren.
Koppeling van elektrische velden is voornamelijk te wijten aan het bestaan van een potentiaalverschil, dat geïnduceerde elektrische veldkoppeling met het verstoorde lichaam genereert. Magnetische veldkoppeling heeft voornamelijk betrekking op de koppeling van laag-magnetische velden die worden gegenereerd in de buurt van stroomleidingen met hoge stroompulsen, aan verstoorde objecten. De koppeling van elektromagnetische velden is voornamelijk te wijten aan de hoogfrequente elektromagnetische golven die worden gegenereerd door pulserende spanning of stroom, die naar buiten uitstralen door de ruimte en zich koppelen met het overeenkomstige verstoorde lichaam. Eigenlijk is niet elke koppelmethode strikt te onderscheiden, alleen ligt de nadruk anders.
Bij een schakelende voeding van 24 V werkt de hoofdstroomschakeltransistor in een hoogfrequente schakelmodus bij hoge spanningen. De schakelspanning en -stroom liggen dicht bij vierkante golven. Uit spectrale analyse is bekend dat het blokgolfsignaal rijke harmonischen van hoge-orde bevat, en dat het spectrum van deze harmonischen meer dan 1000 keer de frequentie van de blokgolf kan bereiken. Tegelijkertijd worden, als gevolg van de lekinductantie en de gedistribueerde capaciteit van de vermogenstransformator, evenals de niet-ideale werkstatus van de hoofdschakelaars, vaak hoogfrequente en hoge- spanningspiekharmonische oscillaties gegenereerd bij het in- of uitschakelen bij hoge frequenties. De hoge harmonischen die door deze harmonische oscillaties worden gegenereerd, worden via de verdeelde capaciteit tussen de schakelbuis en het koellichaam naar het interne circuit overgebracht, of via het koellichaam en de transformator de ruimte in gestraald.
Het wordt gebruikt voor gelijkricht- en vrijloopdiodes en is ook een belangrijke oorzaak van hoogfrequente verstoringen. Als gevolg van de werking van gelijkrichter- en vrijloopdiodes in hoog-schakeltoestanden, zorgen de parasitaire inductantie en junctiecapaciteit van de diodedraden, evenals de invloed van tegengestelde herstelstroom, ervoor dat ze werken met hoge spannings- en stroomveranderingssnelheden, en hoogfrequente oscillaties genereren. Vanwege de nabijheid van gelijkrichter- en vrijloopdiodes tot de uitgangslijn, worden de hoogfrequente storingen die ze genereren gemakkelijk via de DC-uitgangslijn overgedragen.
Om de arbeidsfactor van 24V-schakelende voedingen te verbeteren, worden positieve circuits met actieve arbeidsfactor gebruikt. Tegelijkertijd is er, om de efficiëntie en betrouwbaarheid van het circuit te verbeteren en de elektrische spanning van stroomapparaten te verminderen, een groot aantal zachte schakeltechnologieën toegepast. Nulspanning, nulstroom of nulstroomschakeltechnologie wordt veel gebruikt. Deze technologie vermindert de elektromagnetische storing die wordt gegenereerd door schakelapparaten aanzienlijk. Echter, verliesloze absorptiecircuits met zachte schakelaars gebruiken meestal L en C voor energieoverdracht, en gebruiken de unidirectionele geleidbaarheid van diodes om unidirectionele energieconversie te bereiken. Daarom worden de diodes in dit resonantiecircuit een belangrijke bron van elektromagnetische storingen.
