Elektromagnetisk kompatibilitet för Switch Mode Power Supply
Orsakerna till elektromagnetiska kompatibilitetsproblem som orsakas av omkoppling av strömförsörjningar som arbetar under högspännings- och högströmskopplingsförhållanden är ganska komplexa. När det gäller hela maskinens elektromagnetiska egenskaper finns det huvudsakligen vanlig impedanskoppling, linje-till-linje-koppling, elektrisk fältkoppling, magnetfältskoppling och elektromagnetisk vågkoppling. Gemensam impedanskoppling är huvudsakligen den vanliga elektriska impedansen mellan trakasseringskällan och den trakasserade kroppen. Genom denna impedans kommer trakasseringssignalen in i den trakasserade kroppen. Linje-till-linje-koppling är huvudsakligen den ömsesidiga kopplingen av ledningar eller PCB-ledningar som genererar störspänningar och störströmmar på grund av parallella ledningar. Elektrisk fältkoppling beror huvudsakligen på förekomsten av potentialskillnad, vilket gör att det inducerade elektriska fältet orsakar fältkoppling till den störda kroppen. Magnetfältskoppling avser huvudsakligen kopplingen av lågfrekventa magnetfält som genereras nära högströmspulsledningar till trakasserande föremål. Elektromagnetisk fältkoppling beror främst på de högfrekventa elektromagnetiska vågorna som genereras av pulserande spänning eller ström som strålar ut genom rymden och orsakar koppling till motsvarande störda kropp. Faktum är att varje kopplingsmetod inte kan särskiljas strikt, men fokus är annorlunda.
I omkopplingsströmförsörjningen arbetar huvudströmbrytarröret i ett högfrekvent omkopplingsläge vid en mycket hög spänning. Switchspänningen och switchströmmen ligger båda nära fyrkantsvågor. Från spektrumanalys är det känt att fyrkantvågssignalen innehåller rika övertoner av hög ordning. Spektrumet för denna överton av hög ordning kan nå mer än 1000 gånger fyrkantvågsfrekvensen. Samtidigt, på grund av de icke-ideala arbetsförhållandena för läckinduktansen och den distribuerade kapacitansen hos krafttransformatorn och huvudströmbrytaren, uppstår ofta högfrekventa och högspänningstoppar övertonssvängningar när höga frekvenser slås på eller av. De högre övertonerna som genereras av denna övertonssvängning införs i den interna kretsen genom den fördelade kapacitansen mellan omkopplarröret och radiatorn eller utstrålas till utrymmet genom radiatorn och transformatorn. Omkopplingsdioder som används för likriktning och frigång är också en viktig orsak till högfrekventa störningar. Eftersom likriktaren och frihjulsdioderna arbetar i ett högfrekvent omkopplingstillstånd, gör diodens parasitära induktans, övergångskapacitans och påverkan av omvänd återvinningsström att den fungerar med en mycket hög spännings- och strömändringshastighet och producerar högfrekventa svängningar . . Likriktar- och frihjulsdioder är i allmänhet nära strömutgångsledningen, och den högfrekventa störningen som de genererar kommer med största sannolikhet att överföras via DC-utgångsledningen. För att förbättra effektfaktorn använder switchande nätaggregat aktiva effektfaktorkorrigeringskretsar. Samtidigt, för att förbättra effektiviteten och tillförlitligheten hos kretsar och minska den elektriska stressen på kraftenheter, används mjuk omkopplingsteknik i stor utsträckning. Bland dem är nollspänning, nollström eller nollspänning/nollströmskopplingsteknik den mest använda. Denna teknik reducerar kraftigt de elektromagnetiska störningar som genereras av omkopplingsenheter. De flesta mjukomkopplande förlustfria absorptionskretsar använder emellertid L och C för energiöverföring och använder diodernas enkelriktade ledande prestanda för att uppnå enkelriktad energiomvandling. Därför blir dioderna i resonanskretsen en viktig källa till elektromagnetiska störningar.
Växlande strömförsörjningar använder i allmänhet energilagringsspoler och kondensatorer för att bilda L- och C-filterkretsar för att filtrera störningssignaler för differentialmod och common mode. På grund av den fördelade kapacitansen hos induktorspolen reduceras induktorspolens självresonansfrekvens, vilket gör att ett stort antal högfrekventa störsignaler passerar genom induktorspolen och fortplantar sig utåt längs växelströmsledningen eller DC-utgångsledningen . När frekvensen för störningssignalen från filterkondensatorn ökar, orsakar effekten av ledningsinduktansen att kapacitansen och filtreringseffekten kontinuerligt minskar, och till och med att kondensatorparametrarna ändras, vilket också är en orsak till elektromagnetisk störning.
