Совместимость импульсного источника питания с электромагнитными полями
Проблема электромагнитной совместимости, вызванная импульсным источником питания связи, довольно сложна, поскольку он работает в состоянии переключения высокого напряжения и высокого тока. С точки зрения электромагнитной совместимости всей машины, в основном, есть общая импедансная связь, линейная связь, связь по электрическому полю, связь по магнитному полю и связь по электромагнитным волнам. Тремя элементами электромагнитной совместимости являются: источник помех, путь распространения и объект помех. Связь по сопротивлению в основном относится к общему электрическому сопротивлению между источником помех и объектом помех, через которое сигнал помехи входит в объект помех. Линейная связь — это в основном взаимная связь, вызванная параллельным соединением проводов или линий печатных плат, которые создают помеховые напряжения и помеховые токи. Связь электрического поля в основном связана с существованием разности потенциалов, индуцированного электрического поля, создаваемого связью с возмущенным телом. Связь магнитного поля - это, в основном, связь низкочастотного магнитного поля, генерируемого вблизи сильноточной импульсной линии электропередач, с объектом помех. Связь электромагнитных волн в основном связана с высокочастотной электромагнитной волной, генерируемой пульсирующим напряжением или током, которая излучается наружу через пространство и соединяется с соответствующим возмущенным телом. На самом деле нельзя строго выделить каждый способ сцепления, но акценты разные.
В импульсном источнике питания основная силовая импульсная лампа работает в режиме высокочастотного переключения при очень высоком напряжении. Напряжение переключения и ток переключения представляют собой прямоугольные волны, и частотный спектр высших гармоник, содержащихся в прямоугольной волне, может достигать частоты прямоугольной волны. более 1000 раз. В то же время из-за индуктивности рассеяния и распределенной емкости силового трансформатора, а также из-за того, что рабочее состояние основного силового коммутационного устройства не является идеальным, при включении или выключении высокой частоты возникает пиковая гармоника высокой частоты и высокого напряжения. часто генерируются колебания, а гармоники высокого порядка передаются во внутреннюю цепь через распределенную емкость между переключающей трубкой и излучателем или излучаются в пространство через излучатель и трансформатор. Переключающие диоды, используемые для выпрямления и обратного хода, также являются важной причиной высокочастотных помех. Поскольку выпрямительные и обратные диоды работают в высокочастотном режиме переключения, из-за влияния паразитной индуктивности выводных проводов диодов, наличия емкости перехода и обратного тока восстановления они работают при очень высоком напряжении и скорости изменения тока, что приводит к высокочастотным колебаниям. Поскольку выпрямитель и обратные диоды, как правило, расположены близко к выходной линии источника питания, генерируемые ими высокочастотные помехи, скорее всего, будут передаваться через выходную линию постоянного тока.
Чтобы улучшить коэффициент мощности, импульсный источник питания для связи использует активную схему коррекции коэффициента мощности. При этом для повышения эффективности и надежности схемы и снижения электрических нагрузок силового устройства используется большое количество технологий мягкого переключения. Среди них наиболее широко используется технология переключения с нулевым напряжением, нулевым током или нулевым напряжением. Эта технология значительно снижает электромагнитные помехи, создаваемые коммутационными устройствами. Однако схема неразрушающего поглощения с плавным переключением в основном использует l и c для передачи энергии и использует однонаправленную проводимость диода для реализации однонаправленного преобразования энергии. Поэтому диод в резонансном контуре становится основным источником электромагнитных помех.
В импульсных источниках питания связи катушки индуктивности и конденсаторы накопления энергии обычно используются для формирования цепей фильтров l и c для фильтрации дифференциальных и синфазных помех и преобразования сигналов прямоугольной формы переменного тока в гладкие сигналы постоянного тока. Из-за распределенной емкости катушки индуктивности собственная резонансная частота катушки индуктивности снижается, так что большое количество высокочастотных сигналов помех проходит через катушку индуктивности и распространяется наружу по линии питания переменного тока или на выходе постоянного тока. линия. Для фильтрующих конденсаторов по мере роста частоты помехового сигнала, из-за влияния индуктивности выводов, емкость и эффект фильтрации будут продолжать уменьшаться, пока не достигнет резонансной частоты и выше, он полностью потеряет роль конденсатора и станет индуктивный. Неправильное использование конденсаторов фильтра и слишком длинные провода также являются причиной электромагнитных помех.
Коммуникационный импульсный источник питания имеет высокую плотность мощности, высокую степень интеллекта и микропроцессор MCU, поэтому существуют сигналы напряжения в диапазоне от высокого до почти тысячи вольт и всего несколько вольт, от высокочастотных цифровых сигналов до низкочастотных аналоговых сигналов. , источник питания Внутреннее распределение поля довольно сложное. Неразумная разводка печатной платы, неразумный структурный дизайн, неразумный входной фильтр линии питания, неразумная проводка входной и выходной линии питания, неразумная конструкция процессора и схемы обнаружения — все это приведет к нестабильной работе системы или снизит риск электростатического разряда и отключения питания. Невосприимчивость к кратковременным вспышкам, ударам молнии, перенапряжениям и кондуктивным помехам, излучаемым помехам и излучаемым электромагнитным полям.
При исследовании электромагнитной совместимости обычно используются приборы для обнаружения электромагнитного поля, предусмотренные в cispr16 и iec61000, а также различные имитаторы сигналов помех и вспомогательное оборудование на стандартной испытательной площадке или внутри лаборатории посредством подробного анализа испытаний и в сочетании с пониманием характеристик схемы. Провести аналитическое исследование.
