Redenen voor elektromagnetische compatibiliteit veroorzaakt door de stroomvoorziening
De redenen voor problemen met de elektromagnetische compatibiliteit die worden veroorzaakt door 24V-schakelende voedingen die werken onder schakelomstandigheden met hoge spanning en hoge stroom 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 elektromagnetische compatibiliteit genereren zijn: de bron van de verstoring, het voortplantingspad en het onderwerp van de verstoring. Gemeenschappelijke weerstandskoppeling 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 hoofdzakelijk betrekking op de onderlinge koppeling tussen draden of PCB-draden die door parallelle bedrading krasspanning en krasstroom genereren.
Koppeling van elektrische velden is voornamelijk te wijten aan de aanwezigheid van potentiaalverschillen, resulterend in de koppeling van geïnduceerde elektrische velden aan het verstoorde lichaam. Magnetische veldkoppeling heeft voornamelijk betrekking op de koppeling van laagfrequente magnetische velden die worden gegenereerd in de buurt van stroomlijnen met hoge stroompulsen aan het verstoringsobject. Koppeling van elektromagnetische velden wordt voornamelijk veroorzaakt door hoogfrequente elektromagnetische golven die worden gegenereerd door pulserende spanning of stroom, die door de ruimte naar buiten uitstralen en het overeenkomstige verstoorde lichaam koppelen. In feite kan elke koppelingsmethode niet strikt worden onderscheiden, alleen met verschillende focuspunten.
Bij een 24V-schakelende voeding werkt de hoofdschakelaar in een hoogfrequente schakelmodus bij een hoge spanning. De schakelspanning en -stroom liggen dicht bij vierkante golven. Uit spectrumanalyse is bekend dat het blokgolfsignaal rijke harmonischen van hoge orde bevat, die een frequentiespectrum kunnen bereiken van meer dan 1000 maal de blokgolffrequentie. Tegelijkertijd worden, als gevolg van de lekinductie en de gedistribueerde capaciteit van de vermogenstransformator, evenals de niet-ideale werkstatus van het hoofdstroomschakelaarapparaat, vaak hoogfrequente en hoogspanning piekharmonische oscillaties gegenereerd wanneer hoge frequenties optreden. wordt in- of uitgeschakeld. 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.
Het wordt gebruikt voor gelijkricht- en continustroomdiodes en is ook een belangrijke reden voor het genereren van hoogfrequente storingen. Omdat de gelijkrichter- en vrijloopdiodes in hoogfrequente schakelmodus werken, zorgen de aanwezigheid van parasitaire inductantie en junctiecapaciteit in de diodedraden, evenals de invloed van tegengestelde herstelstroom, ervoor dat ze werken met hoge spannings- en stroomveranderingssnelheden, en genereren hoogfrequente trillingen. Vanwege het feit dat gelijkrichter- en vrijloopdiodes zich doorgaans dicht bij de uitgangslijn bevinden, is de kans groot dat de hoogfrequente storingen die daardoor worden gegenereerd, via de DC-uitgangslijn worden overgedragen.
Om de arbeidsfactor van 24V-schakelende voedingen te verbeteren, worden actieve vermogensfactorcorrectiecircuits gebruikt. 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. Onder hen is de nulspannings-, nulstroom- of nulstroomschakeltechnologie de meest gebruikte. Deze technologie vermindert de elektromagnetische interferentie die wordt gegenereerd door schakelapparaten aanzienlijk. Zacht schakelende verliesloze absorptiecircuits maken echter meestal 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.
In 24V-schakelende voedingen worden over het algemeen energieopslaginductoren en condensatoren gebruikt om L- en C-filtercircuits te vormen om differentiële en common-mode-storingssignalen te filteren, en om AC-blokgolfsignalen om te zetten in vloeiende DC-signalen. 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 toeneemt, blijven de capaciteit en het filtereffect van de filtercondensator afnemen als gevolg van het effect van de leidinginductie, totdat deze de functie van de condensator volledig verliest en inductief wordt boven de resonantiefrequentie. Onjuist gebruik van filtercondensatoren en te lange kabels zijn ook een oorzaak van elektromagnetische interferentie.
Vanwege de hoge vermogensdichtheid en het hoge intelligentieniveau van de 24V-schakelende voeding, uitgerust met een MCU-microprocessor, varieert het spanningssignaal van hoog tot bijna kilovolt en van laag tot enkele volt; Van hoogfrequente digitale signalen tot laagfrequente analoge signalen: de veldverdeling binnen de voeding is behoorlijk complex. Onredelijke PCB-bedrading, onredelijk structureel ontwerp, onredelijke ingangsfiltering van stroomleidingen, onredelijke bedrading van ingangs- en uitgangsstroomlijnen en een onredelijk ontwerp van CPU en detectiecircuits kunnen allemaal leiden tot onstabiele werking van het systeem of verminderde immuniteit voor elektromagnetische velden zoals elektrostatische ontlading, elektrische schokken, enz. snelle transiënte pulsgroepen, blikseminslagen, stroomstoten, geleide storingen, uitgestraalde storingen en uitgestraalde elektromagnetische velden.
