Compatibilidad electromagnética de la conmutación de PSU
Las razones de los problemas de compatibilidad electromagnética causados por el cambio de alimentación que funcionan en alto voltaje y estados de conmutación de alta corriente son bastante complejos. En términos de las propiedades electromagnéticas de toda la máquina, hay 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. El acoplamiento de la impedancia común se refiere principalmente a la impedancia común entre la fuente de perturbación y el objeto de perturbación en el campo eléctrico, a través del cual la señal de perturbación entra en el objeto de perturbación. El acoplamiento entre línea se refiere principalmente al acoplamiento mutuo entre cables o líneas de PCB que generan voltaje de interferencia y corriente debido al cableado paralelo. El acoplamiento de campo eléctrico se debe principalmente a la existencia de la diferencia de potencial, que genera un acoplamiento de campo eléctrico inducido en el cuerpo perturbado. El acoplamiento de campo magnético se refiere principalmente al acoplamiento de campos magnéticos de baja frecuencia generados cerca de líneas de potencia de pulso de alta corriente a objetos perturbados. El acoplamiento del campo electromagnético es causado principalmente por las ondas electromagnéticas de alta frecuencia generadas por voltaje pulsante o corriente que irradia hacia afuera a través del espacio, lo que resulta en un acoplamiento con el cuerpo perturbado correspondiente. De hecho, cada método de acoplamiento no puede distinguirse estrictamente, solo el énfasis es diferente.
En una fuente de alimentación de conmutación, el transistor de conmutación de alimentación principal funciona en un modo de conmutación de alta frecuencia a altos voltajes, y el voltaje de conmutación y la corriente están cerca de las ondas cuadradas. Del análisis espectral, se sabe que la señal de onda cuadrada contiene armónicos ricos de alto orden. El espectro de esta armónica de alto orden puede alcanzar más de 1000 veces la frecuencia de una onda cuadrada. Al mismo tiempo, debido a la inductancia de fuga y la capacitancia distribuida de los transformadores de potencia, así como el estado de trabajo no ideal de los dispositivos principales de conmutación de potencia, las oscilaciones armónicas máximas de alta frecuencia y alta voltaje a menudo se generan al encender o desactivar a altas frecuencias. Los armónicos de alto orden generados por la oscilación armónica se transmiten al circuito interno a través de la capacitancia distribuida entre el tubo de conmutación y el disipador de calor, o irradiados en el espacio a través del disipador de calor y transformador. El cambio de diodos utilizados para la rectificación y la rueda libre también son una causa importante de perturbaciones de alta frecuencia. Debido al funcionamiento de los rectificadores y los diodos de rueda libre en el estado de conmutación de alta frecuencia, la inductancia parasitaria y la capacidad de unión de los cables de los diodos, así como la influencia de la corriente de recuperación inversa, hace que operen a altas tasas de cambio de voltaje y corriente, y generen oscilaciones de alta frecuencia. Los rectificadores y los diodos de ruedas libres generalmente se encuentran cerca de la línea de salida de potencia, y las perturbaciones de alta frecuencia que generan tienen más probabilidades de transmitirse a través de la línea de salida de CC. Las fuentes de alimentación de conmutación utilizan circuitos de corrección de factor de potencia activo para mejorar el factor de potencia. Mientras tanto, para mejorar la eficiencia y la confiabilidad del circuito y reducir la tensión eléctrica en los dispositivos de alimentación, se ha adoptado una gran cantidad de tecnologías de conmutación blanda. Entre ellos, el voltaje cero, la corriente cero o el voltaje cero/tecnología de conmutación de corriente cero es la más utilizada. Esta tecnología reduce en gran medida la interferencia electromagnética generada por dispositivos de conmutación. Sin embargo, la mayoría de los circuitos de absorción sin pérdida de interruptor blando usan L y C para la transferencia de energía, y utilizan la conductividad unidireccional de los diodos para lograr la conversión de energía unidireccional. Por lo tanto, los diodos en este circuito resonante se convierten en una fuente importante de interferencia electromagnética.
