Причини за електромагнитна съвместимост, причинена от импулсно захранване
Импулсното захранване от 24 V работи в комутационно състояние на високо напрежение и голям ток и причините за проблемите с електромагнитната съвместимост са доста сложни. От електромагнитната съвместимост на цялата машина има основно общо импедансно свързване, свързване линия към линия, свързване на електрическо поле и свързване на електромагнитни вълни на магнитно поле. Трите елемента на електромагнитната съвместимост са: източник на смущения, път на разпространение и обект на смущения. Свързването на общия импеданс е основно общият електрически импеданс между източника на смущение и обекта на смущения, през който сигналът на смущение влиза в обекта на смущение. Свързването линия към линия е главно взаимното свързване на проводници или PCB линии, които генерират напрежения на смущения и токове на смущения поради паралелно окабеляване.
Свързването на електрическото поле се дължи главно на съществуването на потенциална разлика и на свързването на индуцираното електрическо поле с нарушеното тяло. Свързването на магнитното поле е главно свързването на нискочестотното магнитно поле, генерирано близо до силнотокова импулсна електропроводна линия, към смущаващия обект. Свързването на електромагнитното поле се причинява главно от високочестотни електромагнитни вълни, генерирани от пулсиращо напрежение или ток, които се излъчват навън през пространството и причиняват свързване към съответното нарушено тяло. Всъщност всеки метод на свързване не може да бъде строго разграничен, но фокусът е различен.
В 24V импулсно захранване, основната превключваща тръба на захранването работи във високочестотен комутационен режим при много високо напрежение. Напрежението на превключване и токът на превключване са близки до квадратни вълни. От спектралния анализ е известно, че сигналът с квадратна вълна съдържа богати хармоници от висок порядък. Спектърът на този хармоник от висок порядък може да достигне повече от 1000 пъти честотата на квадратната вълна. В същото време, поради индуктивността на утечка и разпределения капацитет на силовия трансформатор и неидеалното работно състояние на основното устройство за превключване на мощността, пикови хармонични трептения с висока честота и високо напрежение често се появяват при включване или изключване при високи честоти. Това хармонично трептене генерира хармоници от висок порядък, които се въвеждат във вътрешната верига чрез разпределения капацитет между превключващата тръба и радиатора или се излъчват в пространството през радиатора и трансформатора.
Използва се в диоди за коригиране и свободен ход и също така е важна причина за високочестотни смущения. Тъй като токоизправителят и свободните диоди работят във високочестотно комутационно състояние, поради наличието на водеща паразитна индуктивност на диода, капацитет на прехода и влиянието на обратния възстановителен ток, те работят при много високи скорости на промяна на напрежението и тока, и произвеждат високочестотни трептения. Тъй като токоизправителят и диодите за свободен ход обикновено са близо до линията на изхода на мощността, генерираните от тях високочестотни смущения лесно се предават през изходната линия за постоянен ток.
За да се подобри факторът на мощността на 24V импулсно захранване, се използват вериги с положителен активен фактор на мощността. В същото време, за да се подобри ефективността и надеждността на веригите и да се намали електрическият стрес на захранващите устройства, технологията за меко превключване се използва широко. Сред тях технологията за превключване с нулево напрежение, нулев ток или нулев ток е най-широко използваната. Тази технология значително намалява електромагнитните смущения, генерирани от превключващите устройства. Въпреки това, повечето абсорбционни вериги с меко превключване без загуби използват L и C за пренос на енергия и използват еднопосочната проводимост на диодите, за да постигнат еднопосочно преобразуване на енергия. Следователно диодите в резонансната верига са се превърнали в основен източник на електромагнитни смущения.
В 24V импулсни захранващи устройства индукторите и кондензаторите за съхранение на енергия обикновено се използват за формиране на L и C филтърни вериги за филтриране на сигнали за смущения в диференциален режим и общ режим и преобразуване на AC правоъгълни сигнали в гладки DC сигнали. Поради разпределения капацитет на бобината на индуктора, собствената резонансна честота на бобината на индуктора е намалена, което води до преминаване на голям брой високочестотни сигнали за смущения през бобината на индуктора и разпространение навън по захранващата линия за променлив ток или изходната линия за постоянен ток . Тъй като честотата на сигнала за смущение се увеличава, капацитетът и филтриращият ефект на филтърния кондензатор продължават да намаляват поради ефекта на индуктивността на проводника. Докато резонансната честота е над резонансната честота, кондензаторът напълно губи функцията си и става индуктивен. Неправилното използване на филтърни кондензатори и твърде дългите кабели също са причини за електромагнитни смущения.
Поради високата плътност на мощността и високата степен на интелигентност на 24V импулсно захранване, то е оборудвано с микропроцесор MCU. Следователно, той може да варира от сигнали за напрежение до почти киловолта до сигнали за напрежение до няколко волта; от високочестотни цифрови сигнали до нискочестотни аналогови сигнали. Разпределението на полето вътре в сигнала и захранването е доста сложно. Неразумното окабеляване на печатни платки, неразумният структурен дизайн, неразумното филтриране на входа на захранващата линия, неразумното окабеляване на входа и изхода на захранващата линия и неразумният дизайн на процесора и веригите за откриване ще доведат до нестабилна работа на системата или проблеми като електростатичен разряд и бързи електрически преходни процеси. Променливи импулсни изблици, удари от мълния, пренапрежения и смущения в проводимостта, радиационни смущения и намаляване на устойчивостта към излъчени електромагнитни полета.
