Решение на проблема с emc на комуникационното импулсно захранване
Комуникационното комутационно захранване се използва широко в програмно контролирано превключване, оптично предаване на данни, безжични базови станции, системи за кабелна телевизия и IP мрежи поради предимствата си на малък размер, леко тегло, висока ефективност, надеждна работа и дистанционно наблюдение. Това е движещата сила за нормалното функциониране на оборудването за информационни технологии.
С развитието на информационните технологии оборудването за информационни технологии се разпространява в цялата страна, от развитите централни градове до отдалечени планински райони, осигурявайки голямо удобство за комуникация и предаване на информация между хората. Поради разликите между градските и селските райони, захранващата мрежа от комуникационно оборудване включва както стабилни методи за захранване от голяма електрическа мрежа, така и независими методи за захранване с малка водноелектрическа енергия. При режим на електрозахранване на малки водноелектрически централи, поради промени в обема на водата, значителни промени в потреблението на електроенергия от потребителите и нестабилна работа на оборудването за производство на електроенергия, изкривяването на формата на вълната на електрическата мрежа е сериозно и колебанията на напрежението са големи. В същото време нестандартното окабеляване на разпределителната система представлява сериозно предизвикателство за комуникационното импулсно захранване.
Железопътната комуникация и енергийната комуникация се развиват и растат. Поради силното индуцирано напрежение, генерирано от електрическите локомотиви, напрежението на земята се колебае значително, което води до значителни колебания в напрежението на мрежата. Силното електрическо поле може лесно да причини преходна нестабилност в работата на импулсното захранващо оборудване. Комуникационното импулсно захранване, работещо в близост до електрическата мрежа с високо напрежение, въпреки че мрежовото напрежение е стабилно, лесно се влияе от силни смущения в електромагнитното поле, причинени от промени в натоварването на мрежата.
Следователно комуникационното импулсно захранване трябва да има силна устойчивост на електромагнитни смущения, особено адаптивността към удари на мълнии, пренапрежения и колебания на напрежението в мрежата. Той също така трябва да има достатъчна способност против смущения на статични смущения, електрическо поле, магнитно поле и електромагнитни вълни, осигуряващи нормалната му работа и стабилност при захранване на комуникационно оборудване.
От друга страна, поради транзистора на превключвателя на захранването, токоизправителя или свободния диод и главния захранващ трансформатор вътре в комуникационното импулсно захранване, работещо в режим на високо напрежение, висок ток и високочестотно превключване, формата на вълната на напрежението и тока е предимно квадратна вълна. По време на процеса на превключване на квадратна вълна на високо напрежение и висок ток, ще се генерира силно хармонично напрежение и ток. Тези хармонични напрежения и токове се предават през входната линия на захранването или изходната линия на импулсното захранване, причинявайки смущения на други устройства и електрическата мрежа, които се захранват от комуникационното захранване в същата електрическа мрежа. В същото време те също причиняват смущения на устройства, захранвани от комуникационно захранване, като програмно контролирано комутационно оборудване, безжични базови станции, оптично предавателно оборудване и оборудване за кабелна телевизия, което ги прави неспособни да работят правилно; От друга страна, силно хармонично напрежение и ток генерират електромагнитни смущения вътре в импулсното захранване, което причинява нестабилност във вътрешната работа на импулсното захранване и намалява неговата производителност. Някои електромагнитни полета излъчват в околното пространство през пролуките в корпуса на превключвателя и заедно с излъчените електромагнитни полета, генерирани от електропроводи и изходни линии за постоянен ток, те се разпространяват в пространството, причинявайки смущения на друго високочестотно оборудване и чувствително оборудване на електромагнитни полета, което води до неправилна работа на друго оборудване.
Проблеми с електромагнитната съвместимост на импулсни захранвания
Проблемите с електромагнитната съвместимост, причинени от комуникационно превключващо захранване, работещо в комутационни състояния на високо напрежение и висок ток, са доста сложни. От гледна точка на електромагнитната съвместимост на цялата машина, има основно няколко типа: свързване с общ импеданс, свързване линия към линия, свързване на електрическо поле, свързване на магнитно поле и свързване на електромагнитни вълни. Трите елемента на електромагнитната съвместимост са: източник на смущение, път на разпространение и обект на смущение. Свързването на общия импеданс се отнася главно до общия импеданс между източника на смущение и обекта на смущение електрически, през който сигналът на смущението влиза в обекта на смущение. Свързването от линия към линия се отнася главно до взаимното свързване между проводници или проводници на печатни платки, които генерират напрежение на смущение и ток на смущение поради паралелно окабеляване. Свързването на електрическото поле се дължи главно на наличието на потенциални разлики, което води до свързването на индуцираното електрическо поле с интерфериращото тяло. Свързването на магнитно поле се отнася главно до свързването на нискочестотни магнитни полета, генерирани в близост до високотокови импулсни електропроводи, към смущаващи обекти. Електромагнитното вълново свързване се причинява главно от високочестотни електромагнитни вълни, генерирани от пулсиращо напрежение или ток, които се излъчват навън през пространството и се свързват със съответното смущаващо тяло. Всъщност всеки метод на свързване не може да бъде строго разграничен, а само с различни фокуси.
При импулсно захранване главният превключвател на захранването работи във високочестотен комутационен режим при високо напрежение. Превключващото напрежение и токът са квадратни вълни и спектърът от хармоници от по-висок порядък, съдържащи се в тази квадратна вълна, може да достигне повече от 1000 пъти честотата на квадратната вълна. В същото време, поради индуктивността на утечка и разпределения капацитет на силовия трансформатор, както и незадоволителното работно състояние на основното захранващо превключващо устройство, често се генерират високочестотни и високоволтови пикови хармонични трептения, когато високата честота е включен или изключен. Хармониците от по-висок порядък, генерирани от това хармонично трептене, се предават към вътрешната верига чрез разпределения капацитет между превключващата тръба и радиатора или се излъчват в пространството през радиатора и трансформатора. Превключващите диоди, използвани за коригиране и продължаване, също са важна причина за високочестотни смущения. Поради високочестотното състояние на превключване на токоизправителя и свободните диоди, наличието на паразитна индуктивност и капацитет на свързване в проводниците на диода, както и влиянието на обратния възстановителен ток, ги кара да работят при високи скорости на промяна на напрежението и тока, което води до високочестотни трептения. Поради факта, че токоизправителят и диодите със свободен ход обикновено са близо до изходната захранваща линия, високочестотните смущения, генерирани от тях, най-вероятно ще бъдат предадени през изходната линия за постоянен ток.
За да се подобри факторът на мощността, активните вериги за коригиране на фактора на мощността се използват в комуникационните импулсни захранвания. В същото време, за да се подобри ефективността и надеждността на веригата и да се намали електрическият стрес на захранващите устройства, бяха приети голям брой технологии за меко превключване. Сред тях технологията за превключване с нулево напрежение, нулев ток или нулево напрежение и нулев ток е най-широко използваната. Тази технология значително намалява електромагнитните смущения, генерирани от превключващите устройства. Въпреки това, меките превключващи вериги за поглъщане без загуби често използват l и c за пренос на енергия, като използват еднопосочната проводимост на диодите за постигане на еднопосочно преобразуване на енергия. Следователно диодите в тази резонансна верига се превръщат в основен източник на електромагнитни смущения.
