Årsaker til elektromagnetisk kompatibilitet forårsaket av strømforsyning
Årsakene til problemer med elektromagnetisk kompatibilitet forårsaket av 24V svitsjingsstrømforsyning som opererer under koblingsforhold for høy spenning og høy strøm er ganske komplekse. Når det gjelder elektromagnetisk kompatibilitet for hele maskinen, er det hovedsakelig flere typer: vanlig impedanskobling, linje-til-linje-kobling, elektrisk feltkobling, magnetisk feltkobling og elektromagnetisk bølgekobling. De tre elementene som genererer elektromagnetisk kompatibilitet er: kilden til forstyrrelse, forplantningsveien og emnet for forstyrrelse. Felles motstandskobling refererer hovedsakelig til den felles impedansen mellom forstyrrelseskilden og det forstyrrede objektet elektrisk, gjennom hvilken forstyrrelsessignalet kommer inn i det forstyrrede objektet. Linje-til-linje-kobling refererer hovedsakelig til den gjensidige koblingen mellom ledninger eller PCB-ledninger som genererer ripespenning og ripestrøm på grunn av parallelle ledninger.
Elektrisk feltkobling er hovedsakelig på grunn av tilstedeværelsen av potensielle forskjeller, noe som resulterer i koblingen av induserte elektriske felt til den forstyrrede kroppen. Magnetisk feltkobling refererer hovedsakelig til koblingen av lavfrekvente magnetiske felt generert nær høystrømspulsledninger til forstyrrelsesobjektet. Elektromagnetisk feltkobling er hovedsakelig forårsaket av høyfrekvente elektromagnetiske bølger generert av pulserende spenning eller strøm, som stråler utover gjennom rommet og kobler den tilsvarende forstyrrede kroppen. Faktisk kan hver koblingsmetode ikke skilles strengt, bare med forskjellige fokus.
I en 24V svitsjingsstrømforsyning fungerer hovedstrømbryteren i en høyfrekvent svitsjemodus ved høy spenning. Koblingsspenningen og strømmen er nær firkantbølger. Fra spektrumanalyse er det kjent at firkantbølgesignalet inneholder rike høyordens harmoniske, som kan nå et frekvensspektrum på over 1000 ganger firkantbølgefrekvensen. På samme tid, på grunn av lekkasjeinduktansen og distribuert kapasitans til krafttransformatoren, samt den ikke-ideelle arbeidstilstanden til hovedstrømbryterenheten, genereres ofte høyfrekvente og høyspente toppharmoniske oscillasjoner ved høyfrekvente er slått på eller av. De høyordens harmoniske generert av denne harmoniske oscillasjonen overføres til den interne kretsen gjennom den fordelte kapasitansen mellom bryterrøret og kjøleribben eller stråles ut i rommet gjennom kjøleribben og transformatoren.
Brukt til likeretting og kontinuerlige strømdioder, er det også en viktig årsak til å generere høyfrekvente forstyrrelser. På grunn av likeretteren og frihjulsdiodene som opererer i høyfrekvent svitsjmodus, gjør tilstedeværelsen av parasittisk induktans og koblingskapasitans i diodeledningene, samt påvirkningen av reversert gjenopprettingsstrøm, dem til å operere med høye spennings- og strømendringshastigheter, og generere høyfrekvente svingninger. På grunn av det faktum at likeretter- og frihjulsdioder vanligvis er nær strømutgangslinjen, vil høyfrekvente forstyrrelser som genereres av dem mest sannsynlig bli overført gjennom DC-utgangslinjen.
For å forbedre effektfaktoren til 24V-svitsjestrømforsyninger, brukes aktive effektfaktorkorreksjonskretser. Samtidig, for å forbedre effektiviteten og påliteligheten til kretsen og redusere det elektriske stresset til kraftenheter, har et stort antall myke svitsjteknologier blitt tatt i bruk. Blant dem er null spenning, null strøm eller null strømbryterteknologi den mest brukte. Denne teknologien reduserer i stor grad den elektromagnetiske interferensen som genereres av bytteenheter. Imidlertid bruker myke svitsjing tapsfrie absorpsjonskretser stort sett L og C for energioverføring, og utnytter den ensrettede ledningsevnen til diodene for å oppnå ensrettet energikonvertering. Diodene i denne resonanskretsen blir derfor en viktig kilde til elektromagnetisk forstyrrelse.
I 24V svitsjingsstrømforsyninger brukes energilagringsinduktorer og -kondensatorer generelt for å danne L- og C-filtreringskretser for å filtrere differensial- og fellesmodus-forstyrrelsessignaler, og for å konvertere AC-firkantbølgesignaler til jevne DC-signaler. På grunn av den distribuerte kapasitansen til induktansspolen, reduseres selvresonansfrekvensen til induktansspolen, noe som resulterer i et stort antall høyfrekvente forstyrrelsessignaler som passerer gjennom induktansspolen og forplanter seg utover langs vekselstrømsledningen eller DC-utgangslinjen. Når frekvensen til forstyrrelsessignalet øker, fortsetter kapasitansen og filtreringseffekten til filterkondensatoren å avta på grunn av effekten av ledningsinduktansen, inntil den fullstendig mister funksjonen til kondensatoren og blir induktiv over resonansfrekvensen. Feil bruk av filterkondensatorer og for lange ledninger er også en årsak til elektromagnetisk interferens.
På grunn av den høye effekttettheten og det høye intelligensnivået til 24V byttestrømforsyning, utstyrt med MCU-mikroprosessor, varierer spenningssignalet fra høyt til nesten kilovolt til lavt til flere volt; Fra høyfrekvente digitale signaler til lavfrekvente analoge signaler, er feltfordelingen inne i strømforsyningen ganske kompleks. Urimelig PCB-kabling, urimelig strukturell design, urimelig inngangsfiltrering av kraftledninger, urimelig inngangs- og utgangsledningsledninger, og urimelig utforming av CPU og deteksjonskretser kan alle føre til ustabil systemdrift eller redusert immunitet mot elektromagnetiske felt som elektrostatisk utladning, elektrisk raske forbigående pulsgrupper, lynnedslag, overspenninger, ledningsforstyrrelser, utstrålte forstyrrelser og utstrålte elektromagnetiske felt.
