Problemas de compatibilidad electromagnética de las fuentes de alimentación conmutadas
Debido a que las fuentes de alimentación conmutadas para comunicaciones funcionan en un estado de conmutación de alto voltaje y gran corriente, los problemas de compatibilidad electromagnética que causan son bastante complejos. En términos de compatibilidad electromagnética de toda la máquina, existen principalmente acoplamiento de impedancia común, acoplamiento de línea a línea, acoplamiento de campo eléctrico, acoplamiento de campo magnético y acoplamiento de ondas electromagnéticas. Los tres elementos de la compatibilidad electromagnética son: fuente de interferencia, trayectoria de propagación y objeto interferido. El acoplamiento de impedancia común significa principalmente que la fuente de interferencia y el objeto interferido tienen una impedancia eléctrica común, y la señal de interferencia ingresa al objeto interferido a través de esta impedancia. El acoplamiento línea a línea es principalmente el acoplamiento mutuo de cables o líneas de PCB que generan voltajes de interferencia y corrientes de interferencia debido al cableado paralelo. El acoplamiento del campo eléctrico se debe principalmente a la existencia de una diferencia de potencial y al acoplamiento del campo eléctrico inducido al objeto perturbado. El acoplamiento de campos magnéticos es principalmente el acoplamiento de campos magnéticos de baja frecuencia generados cerca de líneas eléctricas de pulsos de alta corriente a objetos de interferencia. El acoplamiento de ondas electromagnéticas se debe principalmente a las ondas electromagnéticas de alta frecuencia generadas por un voltaje o corriente pulsante, que se irradian hacia el exterior a través del espacio y provocan el acoplamiento con el cuerpo perturbado correspondiente. De hecho, cada método de acoplamiento no se puede distinguir estrictamente, pero el enfoque es diferente.
En la fuente de alimentación conmutada, el interruptor de alimentación principal funciona en un modo de conmutación de alta frecuencia a un voltaje muy alto. El voltaje de conmutación y la corriente de conmutación son ondas cuadradas. El espectro de los armónicos de alto orden contenidos en la onda cuadrada puede alcanzar la frecuencia de la onda cuadrada. de más de 1,000 veces. Al mismo tiempo, debido a la inductancia de fuga y la capacitancia distribuida del transformador de potencia, así como a las condiciones de funcionamiento no ideales del dispositivo de conmutación de energía principal, a menudo ocurren oscilaciones armónicas máximas de alta frecuencia y alto voltaje al encender o apagado en altas frecuencias. Esta oscilación armónica genera armónicos de alto orden que se introducen en el circuito interno a través de la capacitancia distribuida entre el tubo del interruptor y el radiador o se irradian al espacio a través del radiador y el transformador. Los diodos de conmutación utilizados para la rectificación y el funcionamiento libre también son una causa importante de interferencias de alta frecuencia. Debido a que el rectificador y los diodos de rueda libre funcionan en un estado de conmutación de alta frecuencia, debido a la existencia de la inductancia parásita del diodo, la capacitancia de unión y la influencia de la corriente de recuperación inversa, funcionan bajo tasas de cambio de corriente y voltaje muy altas, lo que resulta en en oscilaciones de alta frecuencia. Debido a que el rectificador y los diodos de rueda libre generalmente están cerca de la línea de salida de energía, es más probable que la interferencia de alta frecuencia que generan se transmita a través de la línea de salida de CC.
Para mejorar el factor de potencia, las fuentes de alimentación conmutadas de comunicación adoptan circuitos activos de corrección del factor de potencia. Al mismo tiempo, para mejorar la eficiencia y confiabilidad de los circuitos y reducir el estrés eléctrico de los dispositivos de potencia, se utiliza ampliamente la tecnología de conmutación suave. Entre ellos, la tecnología de conmutación de voltaje cero, corriente cero o corriente cero es la más utilizada. Esta tecnología reduce en gran medida las interferencias electromagnéticas generadas por los dispositivos de conmutación. Sin embargo, los circuitos de absorción sin pérdidas de conmutación suave utilizan principalmente l y c para la transferencia de energía, y utilizan las propiedades conductoras unidireccionales de los diodos para lograr una conversión de energía unidireccional. Por lo tanto, los diodos del circuito resonante se han convertido en una fuente importante de interferencia electromagnética.
En las fuentes de alimentación conmutadas para comunicaciones, los inductores y condensadores de almacenamiento de energía se utilizan generalmente para formar circuitos de filtro lyc para filtrar señales de interferencia de modo diferencial y modo común y convertir señales de onda cuadrada de CA en señales de CC suaves. Debido a la capacitancia distribuida de la bobina inductora, la frecuencia de autorresonancia de la bobina inductora se reduce, lo que provoca que una gran cantidad de señales de interferencia de alta frecuencia pasen a través de la bobina inductora y se propaguen hacia afuera a lo largo de la línea de alimentación de CA o la línea de salida de CC. . A medida que aumenta la frecuencia de la señal de interferencia, la capacitancia y el efecto de filtrado del condensador de filtro continúan disminuyendo debido al efecto de la inductancia del cable. Hasta que supera la frecuencia de resonancia, pierde completamente su función como condensador y se vuelve inductivo. El uso inadecuado de condensadores de filtro y cables excesivamente largos también son causas de interferencias electromagnéticas.
