Solución al problema emc de la fuente de alimentación conmutada de comunicación.
La fuente de alimentación conmutada para comunicaciones se utiliza ampliamente en conmutación controlada por programas, transmisión óptica de datos, estaciones base inalámbricas, sistemas de televisión por cable y redes IP debido a sus ventajas de tamaño pequeño, peso ligero, alta eficiencia, operación confiable y monitoreo remoto. Es la fuerza impulsora para el funcionamiento normal de los equipos de tecnología de la información.
Con el desarrollo de la tecnología de la información, los equipos de tecnología de la información se han extendido por todo el país, desde las ciudades centrales desarrolladas hasta las zonas montañosas remotas, lo que proporciona una gran comodidad para la comunicación y la transmisión de información entre las personas. Debido a las diferencias entre las áreas urbanas y rurales, la red de suministro de energía de los equipos de comunicación incluye tanto métodos estables de suministro de energía de grandes redes eléctricas como métodos independientes de suministro de energía de pequeñas centrales hidroeléctricas. En el modo de suministro de energía de las pequeñas centrales hidroeléctricas, debido a los cambios en el volumen de agua, los cambios significativos en el consumo de electricidad de los usuarios y el funcionamiento inestable de los equipos de generación de energía, la distorsión de la forma de onda de la red eléctrica es severa y las fluctuaciones de voltaje son grandes. Al mismo tiempo, el cableado no estándar del sistema de distribución plantea un grave desafío para la fuente de alimentación conmutada de comunicaciones.
Las comunicaciones ferroviarias y las comunicaciones eléctricas se están desarrollando y creciendo. Debido a la fuerte tensión inducida generada por las locomotoras eléctricas, la tensión de tierra fluctúa mucho, lo que provoca importantes fluctuaciones en la tensión de la red. Un campo eléctrico intenso puede provocar fácilmente una inestabilidad transitoria en el funcionamiento de los equipos de suministro de energía conmutados. La fuente de alimentación conmutada de comunicaciones que funciona cerca de la red eléctrica de alto voltaje, aunque el voltaje de la red es estable, se ve fácilmente afectada por fuertes interferencias de campos electromagnéticos causadas por cambios en la carga de la red.
Por lo tanto, la fuente de alimentación conmutada para comunicaciones debe tener una fuerte resistencia a las interferencias electromagnéticas, especialmente la adaptabilidad a rayos, sobretensiones y fluctuaciones de voltaje de la red. También debe tener suficiente capacidad antiinterferente contra interferencias estáticas, campos eléctricos, campos magnéticos y ondas electromagnéticas, asegurando su funcionamiento normal y estabilidad en el suministro de energía a los equipos de comunicación.
Por otro lado, debido a que el transistor del interruptor de alimentación, el rectificador o diodo de rueda libre y el transformador de potencia principal dentro de la fuente de alimentación conmutada de comunicaciones funcionan en el modo de conmutación de alto voltaje, alta corriente y alta frecuencia, la forma de onda de voltaje y corriente es principalmente onda cuadrada. Durante el proceso de conmutación de onda cuadrada de alto voltaje y alta corriente, se generarán voltaje y corriente armónicos severos. Estos voltajes y corrientes armónicas se transmiten a través de la línea de entrada de la fuente de alimentación o la línea de salida de la fuente de alimentación conmutada, causando interferencias a otros dispositivos y a la red eléctrica que son alimentados por la fuente de alimentación de comunicación en la misma red eléctrica. Al mismo tiempo, también causan interferencias en los dispositivos alimentados por la fuente de alimentación de comunicación, como equipos de conmutación controlados por programas, estaciones base inalámbricas, equipos de transmisión óptica y equipos de televisión por cable, lo que les impide funcionar correctamente; Por otro lado, la tensión y la corriente armónicas severas generan interferencias electromagnéticas dentro de la fuente de alimentación conmutada, lo que provoca inestabilidad en el funcionamiento interno de la fuente de alimentación conmutada y reduce su rendimiento. Algunos campos electromagnéticos se irradian al espacio circundante a través de los espacios en la carcasa de la fuente de alimentación del interruptor y, junto con los campos electromagnéticos irradiados generados a través de líneas eléctricas y líneas de salida de CC, se propagan a través del espacio, causando interferencias a otros equipos de alta frecuencia y equipos sensibles. a campos electromagnéticos, provocando un funcionamiento anormal de otros equipos.
Problemas de compatibilidad electromagnética de las fuentes de alimentación conmutadas
Los problemas de compatibilidad electromagnética causados por la fuente de alimentación conmutada de comunicación que funciona en estados de conmutación de alto voltaje y alta corriente son bastante complejos. En términos de compatibilidad electromagnética de toda la máquina, existen principalmente varios tipos: 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, ruta de propagación y objeto de interferencia. El acoplamiento de impedancia común se refiere principalmente a la impedancia común eléctricamente entre la fuente de interferencia y el objeto interferido, a través de la cual la señal de interferencia ingresa al objeto interferido. El acoplamiento de línea a línea se refiere principalmente al acoplamiento mutuo entre cables o cables de PCB que generan voltaje de interferencia y corriente de interferencia debido al cableado paralelo. El acoplamiento del campo eléctrico se debe principalmente a la presencia de diferencias de potencial, lo que resulta en el acoplamiento del campo eléctrico inducido al cuerpo interferido. 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 a objetos de interferencia. El acoplamiento de ondas electromagnéticas es causado principalmente por ondas electromagnéticas de alta frecuencia generadas por voltaje o corriente pulsante, que se irradian hacia afuera a través del espacio y se acoplan con el cuerpo de interferencia correspondiente. De hecho, cada método de acoplamiento no se puede distinguir estrictamente, sólo con diferentes enfoques.
En una fuente de alimentación conmutada, el interruptor de alimentación principal funciona en un modo de conmutación de alta frecuencia a alto voltaje. El voltaje y la corriente de conmutación son ondas cuadradas, y el espectro de armónicos de orden superior contenidos en esta onda cuadrada puede alcanzar más de 1000 veces la frecuencia de la onda cuadrada. Al mismo tiempo, debido a la inductancia de fuga y la capacitancia distribuida del transformador de potencia, así como al estado de funcionamiento insatisfactorio del dispositivo de conmutación de potencia principal, a menudo se generan oscilaciones armónicas máximas de alta frecuencia y alto voltaje cuando se utiliza alta frecuencia. encendido o apagado. Los armónicos de orden superior generados por esta oscilación armónica se transmiten al circuito interno a través de la capacitancia distribuida entre el tubo del interruptor y el disipador de calor o se irradian al espacio a través del disipador de calor y el transformador. Los diodos de conmutación utilizados para rectificación y continuación también son una causa importante de interferencias de alta frecuencia. Debido al estado de conmutación de alta frecuencia del rectificador y los diodos de rueda libre, la presencia de inductancia parásita y capacitancia de unión en los cables del diodo, así como la influencia de la corriente de recuperación inversa, hace que funcionen a altas tasas de cambio de voltaje y corriente. lo que produce oscilaciones de alta frecuencia. Debido al hecho de que los diodos rectificadores y de rueda libre generalmente están cerca de la línea de salida de energía, es más probable que la interferencia de alta frecuencia generada por ellos se transmita a través de la línea de salida de CC.
Para mejorar el factor de potencia, se utilizan circuitos de corrección del factor de potencia activo en las fuentes de alimentación conmutadas de comunicaciones. Al mismo tiempo, para mejorar la eficiencia y confiabilidad del circuito y reducir el estrés eléctrico de los dispositivos de potencia, se ha adoptado una gran cantidad de tecnologías de conmutación suave. Entre ellos, la tecnología de conmutación de voltaje cero, corriente cero o corriente cero y voltaje 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 a menudo utilizan lyc para la transferencia de energía, utilizando la conductividad unidireccional de los diodos para lograr una conversión de energía unidireccional. Por lo tanto, los diodos de este circuito resonante se convierten en una fuente importante de interferencia electromagnética.
