Compatibilidad electromagnética de la fuente de alimentación de modo conmutado
Las razones de los problemas de compatibilidad electromagnética causados por fuentes de alimentación conmutadas que funcionan en condiciones de conmutación de alta tensión y grandes corrientes son bastante complejas. En términos de las propiedades electromagnéticas 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. El acoplamiento de impedancia común es principalmente la impedancia eléctrica común entre la fuente de acoso y el cuerpo acosado. A través de esta impedancia, la señal de acoso ingresa al cuerpo acosado. El acoplamiento línea a línea es principalmente el acoplamiento mutuo de cables o líneas de PCB que generan voltajes perturbadores y corrientes perturbadoras debido al cableado paralelo. El acoplamiento del campo eléctrico se debe principalmente a la existencia de una diferencia de potencial, lo que hace que el campo eléctrico inducido provoque un acoplamiento de campo con el cuerpo perturbado. El acoplamiento de campos magnéticos se refiere principalmente al acoplamiento de campos magnéticos de baja frecuencia generados cerca de líneas eléctricas de pulsos de alta corriente con objetos acosadores. El acoplamiento del campo electromagnético se debe principalmente a las ondas electromagnéticas de alta frecuencia generadas por un voltaje o corriente pulsante que se irradia hacia afuera a través del espacio y provoca 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 tubo del interruptor de alimentación principal funciona en un modo de conmutación de alta frecuencia a un voltaje muy alto. La tensión de conmutación y la corriente de conmutación están cercanas a las ondas cuadradas. A partir del análisis del espectro, se sabe que la señal de onda cuadrada contiene ricos armónicos de alto orden. El espectro de este armónico de alto orden puede alcanzar más de 1000 veces la frecuencia de la onda cuadrada. Al mismo tiempo, debido a las condiciones de trabajo no ideales de la inductancia de fuga y la capacitancia distribuida del transformador de potencia y del dispositivo de conmutación de energía principal, a menudo ocurren oscilaciones armónicas máximas de alta frecuencia y alto voltaje cuando se activan o se activan altas frecuencias. apagado. Los armónicos más altos generados por esta oscilación armónica 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 rectificación y rueda libre también son una causa importante de perturbaciones de alta frecuencia. Debido a que el rectificador y los diodos de rueda libre funcionan en un estado de conmutación de alta frecuencia, la inductancia parásita del diodo, la capacitancia de unión y la influencia de la corriente de recuperación inversa hacen que funcione a una tasa de cambio de corriente y voltaje muy alta y produzca oscilaciones de alta frecuencia. . . Los diodos rectificadores y de rueda libre generalmente están cerca de la línea de salida de energía, y es más probable que la perturbación 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 adoptan circuitos activos de corrección del factor de potencia. Al mismo tiempo, para mejorar la eficiencia y confiabilidad de los circuitos y reducir la tensión eléctrica en los dispositivos de energía, se utiliza ampliamente la tecnología de conmutación suave. Entre ellas, la tecnología de conmutación de voltaje cero, corriente cero o voltaje cero/corriente cero es la más utilizada. Esta tecnología reduce en gran medida las perturbaciones electromagnéticas generadas por los dispositivos de conmutación. Sin embargo, la mayoría de los circuitos de absorción sin pérdidas de conmutación suave utilizan L y C para la transferencia de energía, y utilizan el rendimiento conductor unidireccional de los diodos para lograr una conversión de energía unidireccional. Por lo tanto, los diodos del circuito resonante se convierten en una fuente importante de perturbaciones electromagnéticas.
Las fuentes de alimentación conmutadas generalmente utilizan inductores y condensadores de almacenamiento de energía para formar circuitos de filtro L y C para filtrar señales de perturbación en modo diferencial y en modo común. 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 perturbación 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 perturbación del condensador de filtro, el efecto de la inductancia del cable hace que la capacitancia y el efecto de filtrado disminuyan continuamente, e incluso hace que los parámetros del condensador cambien, lo que también es una causa de perturbación electromagnética.
