Elektromagnetische compatibiliteit van schakelvoedingen
De redenen voor problemen met de elektromagnetische compatibiliteit die worden veroorzaakt door schakelende voedingen die werken onder schakelomstandigheden met hoge spanning en hoge stroom zijn behoorlijk complex. Wat de elektromagnetische eigenschappen van de hele machine betreft, zijn er hoofdzakelijk verschillende typen: gemeenschappelijke impedantiekoppeling, lijn-naar-lijnkoppeling, elektrische veldkoppeling, magnetische veldkoppeling en elektromagnetische golfkoppeling. Gemeenschappelijke impedantiekoppeling heeft hoofdzakelijk betrekking op de gemeenschappelijke impedantie tussen de storingsbron en het verstoorde object elektrisch, waardoor het storingssignaal het verstoorde object binnenkomt. Lijn-naar-lijnkoppeling heeft vooral betrekking op de onderlinge koppeling tussen draden of PCB-draden die door parallelle bedrading storingsspanning en -stroom genereren. Elektrische veldkoppeling is voornamelijk te wijten aan de aanwezigheid van een potentiaalverschil, dat geïnduceerde elektrische veldkoppeling op het verstoorde lichaam genereert. Magnetische veldkoppeling heeft voornamelijk betrekking op de koppeling van laagfrequente magnetische velden die worden gegenereerd in de buurt van stroomlijnen met hoge stroompulsen aan verstorende objecten. Koppeling van elektromagnetische velden is voornamelijk te wijten aan de hoogfrequente elektromagnetische golven die worden gegenereerd door pulserende spanning of stroom die naar buiten door de ruimte straalt, wat resulteert in koppeling met het overeenkomstige verstoorde lichaam. In feite kan elke koppelingsmethode niet strikt worden onderscheiden, alleen met verschillende focuspunten.
Bij een schakelende voeding werkt de hoofdschakelaar in een hoogfrequente schakelmodus bij een hoge spanning, en de schakelspanning en -stroom liggen dicht bij blokgolven. Uit spectrumanalyse is bekend dat blokgolfsignalen rijke harmonischen van hoge orde bevatten. Het spectrum van deze harmonische van hogere orde kan meer dan 1000 maal de blokgolffrequentie bereiken. Tegelijkertijd worden, als gevolg van de lekinductie en de gedistribueerde capaciteit van de stroomtransformator, en de niet-ideale werkstatus van het hoofdstroomschakelaarapparaat, vaak hoogfrequente en hoogspanning piekharmonische oscillaties gegenereerd bij het in- of uitschakelen van de stroom. uitgeschakeld bij hoge frequenties. De door deze harmonische oscillatie gegenereerde harmonischen van hoge orde 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. Ook schakeldiodes die voor gelijkrichting en voortzetting worden gebruikt, zijn een belangrijke oorzaak van hoogfrequente storingen. Vanwege de hoogfrequente schakeltoestand van de gelijkrichter en vrijloopdiodes, zorgt de aanwezigheid van parasitaire inductie en junctiecapaciteit in de diodedraden, evenals de invloed van tegengestelde herstelstroom, ervoor dat ze werken met hoge spannings- en stroomveranderingssnelheden, en genereren hoogfrequente trillingen. Gelijkrichter- en vrijloopdiodes bevinden zich over het algemeen dicht bij de stroomuitgangslijn, en de hoogfrequente storingen die daardoor worden gegenereerd, worden hoogstwaarschijnlijk via de DC-uitgangslijn overgedragen. Om de arbeidsfactor te verbeteren, gebruiken schakelende voedingen actieve arbeidsfactorcorrectiecircuits. Tegelijkertijd is er een groot aantal zachte schakeltechnologieën toegepast om de efficiëntie en betrouwbaarheid van het circuit te verbeteren en de elektrische spanning van stroomapparaten te verminderen. Hiervan is de nulspannings-, nulstroom- of nulspanning/nulstroom-schakeltechnologie de meest gebruikte. Deze technologie vermindert de elektromagnetische interferentie die wordt gegenereerd door schakelapparaten aanzienlijk. De meeste verliesvrije absorptiecircuits met zachte schakelaars maken echter gebruik van L en C voor energieoverdracht, waarbij gebruik wordt gemaakt van de unidirectionele geleidbaarheid van diodes om unidirectionele energieconversie te bereiken. Daarom worden de diodes in dit resonantiecircuit een belangrijke bron van elektromagnetische storingen.
Schakelende voedingen maken over het algemeen gebruik van inductoren en condensatoren voor energieopslag om L- en C-filtercircuits te vormen, waardoor filtering van differentiële en common-mode-storingssignalen wordt bereikt. Als gevolg van de verdeelde capaciteit van de inductiespoel wordt de zelfresonantiefrequentie van de inductiespoel verminderd, wat resulteert in een groot aantal hoogfrequente storingssignalen die door de inductiespoel gaan en zich naar buiten voortplanten langs de AC-voedingslijn of de DC-uitgangslijn. Naarmate de frequentie van het verstoringssignaal in de filtercondensator toeneemt, leidt het effect van de leidinginductie tot een voortdurende afname van de capaciteit en het filtereffect, en zelfs tot veranderingen in de condensatorparameters, wat ook een reden is voor elektromagnetische interferentie.
