A kapcsolóüzemű tápegységek okozta elektromágneses kompatibilitás okai
A 24 V-os kapcsolóüzemű tápegység nagyfeszültségű és nagyáramú kapcsolási állapotban működik, és az elektromágneses kompatibilitási problémák okai meglehetősen bonyolultak. Az egész gép elektromágneses kompatibilitását tekintve elsősorban a közös impedancia csatolás, vonal-vonal csatolás, elektromos tércsatolás és mágneses tércsatolás elektromágneses hullámcsatolás létezik. Az elektromágneses kompatibilitás három eleme: zavarforrás, terjedési út és zavart tárgy. A közös impedancia csatolás főként az interferencia forrás és a zavart tárgy közötti közös elektromos impedancia, amelyen keresztül a zavaró jel belép a zavart tárgyba. A vonal-vonal csatolás főként olyan vezetékek vagy NYÁK-vonalak kölcsönös csatolását jelenti, amelyek párhuzamos huzalozás miatt zavaró feszültségeket és zavaró áramokat generálnak.
Az elektromos tércsatolás főként a potenciálkülönbség meglétének és az indukált elektromos térnek a zavart testhez való kapcsolódásának köszönhető. A mágneses tércsatolás főként a nagyáramú impulzusos tápvezeték közelében keletkező alacsony frekvenciájú mágneses tér csatolása a zavaró objektumhoz. Az elektromágneses tér csatolását főként a pulzáló feszültség vagy áram által generált nagyfrekvenciás elektromágneses hullámok okozzák, amelyek a téren keresztül kifelé sugároznak és a megfelelő zavart testhez kapcsolódnak. Valójában az egyes csatolási módszereket nem lehet szigorúan megkülönböztetni, de a hangsúly más.
A 24 V-os kapcsolóüzemű tápegységben a főkapcsolócső nagyfrekvenciás kapcsolási módban, nagyon nagy feszültség mellett működik. A kapcsolási feszültség és kapcsolóáram közel áll a négyszöghullámokhoz. A spektrumelemzésből ismert, hogy a négyszögjel gazdag, magas rendű harmonikusokat tartalmaz. Ennek a magasrendű harmonikusnak a spektruma a négyszöghullám frekvenciájának több mint 1000-szeresét is elérheti. Ugyanakkor az erősáramú transzformátor szivárgási induktivitása és elosztott kapacitása, valamint a fő teljesítménykapcsoló készülék nem ideális működési körülményei miatt gyakran előfordulnak nagyfrekvenciás és nagyfeszültségű csúcsharmonikus rezgések magas be- és kikapcsolásakor. frekvenciák. Ez a harmonikus rezgés magas rendű felharmonikusokat hoz létre a belső áramkörbe a kapcsolócső és a radiátor közötti elosztott kapacitáson keresztül, vagy a radiátoron és a transzformátoron keresztül a térbe sugározzák.
Egyenirányító és szabadonfutó diódákban használják, és a nagyfrekvenciás interferenciák fontos oka is. Mivel az egyenirányító és a szabadonfutó diódák nagyfrekvenciás kapcsolási állapotban működnek, a dióda vezetékének parazita induktivitása, csomóponti kapacitása és a visszacsatoló áram hatása miatt nagyon nagy feszültség és áramváltozási sebesség mellett működnek, ill. nagyfrekvenciás oszcillációt keltenek. Mivel az egyenirányító és a szabadonfutó diódák általában közel vannak a kimeneti teljesítményvonalhoz, az általuk generált nagyfrekvenciás interferencia könnyen átvihető az egyenáramú kimeneti vonalon.
A 24 V-os kapcsolóüzemű tápegység teljesítménytényezőjének javítása érdekében aktív teljesítménytényező pozitív áramköröket használnak. Ugyanakkor az áramkörök hatékonyságának és megbízhatóságának javítása, valamint az erősáramú eszközök elektromos igénybevételének csökkentése érdekében a lágy kapcsolási technológiát széles körben használják. Ezek közül a legszélesebb körben alkalmazott zéró feszültségű, nulláramú vagy nullaáramú kapcsolási technológia. Ez a technológia nagymértékben csökkenti a kapcsolókészülékek által keltett elektromágneses interferenciát. A legtöbb lágy kapcsolású veszteségmentes abszorpciós áramkör azonban L és C jeleket használ az energiaátvitelhez, és a diódák egyirányú vezetési teljesítményét használja az egyirányú energiaátalakítás eléréséhez. Ezért a rezonáns áramkörben lévő diódák az elektromágneses interferencia fő forrásává váltak.
A 24 V-os kapcsolóüzemű tápegységekben általában energiatároló induktorokat és kondenzátorokat használnak L és C szűrőáramkörök kialakítására a differenciális és közös módú interferencia jelek szűrésére, valamint a váltakozó áramú négyszögjelek sima egyenáramú jelekké alakítására. Az induktortekercs megosztott kapacitása miatt az induktortekercs önrezonancia frekvenciája csökken, aminek következtében nagyszámú nagyfrekvenciás interferenciajel halad át az induktortekercsen, és terjed kifelé a váltóáramú tápvezetéken vagy az egyenáramú kimeneti vonalon. . Az interferenciajel frekvenciájának növekedésével a szűrőkondenzátor kapacitása és szűrőhatása a vezetékinduktivitás hatására tovább csökken. Amíg a rezonancia frekvencia nem haladja meg a rezonancia frekvenciát, a kondenzátor teljesen elveszíti funkcióját és induktívvá válik. A szűrőkondenzátorok nem megfelelő használata és a túl hosszú vezetékek szintén elektromágneses interferenciát okoznak.
A 24 V-os kapcsolóüzemű tápegység nagy teljesítménysűrűsége és magas intelligenciája miatt MCU mikroprocesszorral van felszerelve. Ezért a közel kilovoltos feszültségjelektől a néhány voltos feszültségjelekig terjedhet; a nagyfrekvenciás digitális jelektől az alacsony frekvenciájú analóg jelekig. A jel- és tápegységen belüli téreloszlás meglehetősen bonyolult. Az ésszerűtlen PCB-kábelezés, ésszerűtlen szerkezeti tervezés, ésszerűtlen tápvezeték bemeneti szűrése, ésszerűtlen bemeneti és kimeneti tápvezeték-kábelezés, valamint a CPU és az érzékelő áramkörök ésszerűtlen tervezése mind instabil rendszerműködéshez vagy problémákhoz, például elektrosztatikus kisüléshez és gyors elektromos tranziensekhez vezet. Változó impulzuskitörések, villámcsapások, túlfeszültségek és vezetési zavarok, sugárzási interferencia és a kisugárzott elektromágneses mezőkkel szembeni immunitás csökkenése.
