Электромагнитная совместимость импульсных источников питания
Причины проблем электромагнитной совместимости, вызванных импульсными источниками питания, довольно сложны, поскольку они работают в условиях высокого напряжения и сильноточного переключения. Что касается электромагнитных свойств всей машины, то в основном это общая связь по импедансу, связь между линиями, связь по электрическому полю, связь по магнитному полю и связь по электромагнитным волнам. Общее сопротивление связи представляет собой главным образом общее электрическое сопротивление между источником возмущения и возмущенным телом, через которое сигнал возмущения поступает в возмущенное тело. Соединение между линиями — это, главным образом, взаимное соединение проводов или линий печатной платы, которые генерируют напряжение и ток помех из-за параллельного подключения. Связь электрического поля обусловлена главным образом наличием разности потенциалов, которая порождает силовую связь индуцированного электрического поля с возмущённым телом. Связь магнитного поля в основном относится к связи низкочастотного магнитного поля, генерируемого вблизи сильноточной импульсной линии электропередачи, с возмущающим объектом. Связь с электромагнитным полем в основном происходит из-за высокочастотных электромагнитных волн, генерируемых пульсирующим напряжением или током, излучаемых наружу через пространство, и связи с соответствующим возмущенным телом. На самом деле, каждый метод сцепления нельзя строго различить, но акценты разные.
В импульсном источнике питания основная силовая коммутационная трубка работает в режиме высокочастотного переключения при очень высоком напряжении. Напряжение переключения и ток переключения близки к прямоугольным волнам. Анализ спектра показал, что прямоугольный сигнал содержит богатые гармоники высокого порядка. Частотный спектр высшей гармоники может более чем в 1000 раз превышать частоту прямоугольной волны. В то же время из-за индуктивности рассеяния и распределенной емкости силового трансформатора, а также неидеального рабочего состояния главного силового коммутационного устройства при включении или выключении высокой частоты часто генерируются пиковые гармонические колебания высокой частоты и высокого напряжения. . Высшие гармоники, генерируемые гармоническими колебаниями, передаются во внутреннюю цепь через распределенную емкость между трубкой переключателя и излучателем или излучаются в пространство через излучатель и трансформатор. Переключающие диоды, используемые для выпрямления и свободного хода, также являются важной причиной высокочастотных помех. Поскольку выпрямительные и обратные диоды работают в высокочастотном коммутационном состоянии, наличие паразитной индуктивности выводов диодов, наличие емкости перехода и влияние обратного тока восстановления обусловливают его работу при очень высокой Скорость изменения напряжения и тока и создание высокочастотных колебаний. Выпрямительные и обратные диоды обычно располагаются ближе к выходной линии источника питания, и создаваемые ими высокочастотные помехи с наибольшей вероятностью передаются через выходную линию постоянного тока. Чтобы улучшить коэффициент мощности, в импульсном источнике питания используется схема активной коррекции коэффициента мощности. При этом для повышения эффективности и надежности схемы и снижения электрических напряжений силового устройства используется большое количество технологий плавного переключения. Среди них наиболее широко используется технология переключения с нулевым напряжением, нулевым током или нулевым напряжением/нулевым током. Эта технология значительно снижает электромагнитные помехи, создаваемые коммутационными устройствами. Однако большинство схем неразрушающего поглощения с мягким переключением используют L и C для передачи энергии и используют однонаправленную проводимость диодов для реализации однонаправленного преобразования энергии. Поэтому диоды в резонансном контуре становятся основным источником электромагнитных помех.
В импульсных источниках питания обычно используются накопительные индукторы и конденсаторы для формирования цепей фильтров L и C для фильтрации сигналов дифференциальных и синфазных помех. Из-за распределенной емкости катушки индуктора собственная резонансная частота катушки индуктора снижается, поэтому большое количество высокочастотных сигналов помех проходит через катушку индуктора и распространяется наружу вдоль линии электропередачи переменного тока или выхода постоянного тока. линия. По мере роста частоты сигнала помех емкость конденсатора фильтра и фильтрующий эффект будут постоянно уменьшаться из-за индуктивности подводящего провода и даже приводить к изменениям параметров конденсатора, что также является причиной электромагнитных помех.
