Anahtarlamalı Güç Kaynaklarının Elektromanyetik Uyumluluğu
Güç kaynaklarının anahtarlanmasıyla ortaya çıkan elektromanyetik uyumluluk sorunlarının nedenleri, yüksek gerilim ve yüksek akım anahtarlama koşulları altında çalıştıkları için oldukça karmaşıktır. Tüm makinenin elektromanyetik özellikleri açısından, esas olarak ortak empedans kuplajı, hattan hatta kuplaj, elektrik alan kuplajı, manyetik alan kuplajı ve elektromanyetik dalga kuplajı vardır. Ortak empedans bağlantısı esas olarak, bozulma kaynağı ile bozulan gövde arasındaki elektriksel ortak empedanstır ve bu empedans aracılığıyla bozulma sinyali bozulan gövdeye girer. Hattan hatta bağlantı, temel olarak paralel kablolama nedeniyle gerilim ve akımı bozan kabloların veya PCB hatlarının karşılıklı bağlanmasıdır. Elektrik alanı bağlantısı temel olarak, indüklenen elektrik alanının bozulan cisimle alan bağlantısını oluşturan potansiyel farkın varlığından kaynaklanmaktadır. Manyetik alan bağlantısı temel olarak yüksek akım darbeli güç hattının yakınında üretilen düşük frekanslı manyetik alanın rahatsız edici nesneye bağlanmasını ifade eder. Elektromanyetik alan eşleşmesi temel olarak, uzayda dışarıya doğru yayılan titreşimli voltaj veya akım tarafından oluşturulan yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalardan ve ilgili bozulmuş cisimle bağlantıdan kaynaklanmaktadır. Aslına bakılırsa, her bir birleştirme yöntemi kesin olarak ayırt edilemez ancak vurgu farklıdır.
Anahtarlamalı güç kaynağında, ana güç anahtarlama tüpü çok yüksek bir voltajda yüksek frekanslı anahtarlama modunda çalışır. Anahtarlama voltajı ve anahtarlama akımı kare dalgalara yakındır. Spektrum analizine göre kare dalga sinyali zengin yüksek dereceli harmonikler içerir. Daha yüksek harmoniğin frekans spektrumu, kare dalga frekansının 1000 katından fazlasına ulaşabilir. Aynı zamanda, güç transformatörünün kaçak endüktansı ve dağıtılmış kapasitansı ve ana güç anahtarlama cihazının ideal olmayan çalışma durumu nedeniyle, yüksek frekans açıldığında veya kapatıldığında genellikle yüksek frekans ve yüksek voltaj tepe harmonik salınımları üretilir. . Harmonik salınım tarafından üretilen daha yüksek harmonikler, anahtar tüpü ile radyatör arasındaki dağıtılmış kapasitans aracılığıyla iç devreye iletilir veya radyatör ve transformatör aracılığıyla boşluğa yayılır. Düzeltme ve serbest dönüş için kullanılan anahtarlama diyotları da yüksek frekanslı bozulmaların önemli bir nedenidir. Doğrultucu ve serbest dönen diyotlar yüksek frekans anahtarlama durumunda çalıştığından, diyotların uçlarındaki parazitik endüktansın varlığı, bağlantı kapasitansının varlığı ve ters toparlanma akımının etkisi, onun çok yüksek bir değerde çalışmasını sağlar. Gerilim ve akım değişim hızı ve yüksek frekanslı salınımlar üretir. Doğrultucu ve serbest diyotlar genellikle güç kaynağının çıkış hattına daha yakındır ve bunların oluşturduğu yüksek frekanslı bozulmaların büyük olasılıkla DC çıkış hattı üzerinden iletilmesi muhtemeldir. Güç faktörünü iyileştirmek için anahtarlamalı güç kaynağı, aktif bir güç faktörü düzeltme devresini benimser. Aynı zamanda devrenin verimliliğini ve güvenilirliğini artırmak ve güç cihazının elektriksel stresini azaltmak için çok sayıda yumuşak anahtarlama teknolojisi kullanılmaktadır. Bunlar arasında sıfır gerilim, sıfır akım veya sıfır gerilim/sıfır akım anahtarlama teknolojisi en yaygın kullanılanıdır. Bu teknoloji, anahtarlama cihazlarının oluşturduğu elektromanyetik bozulmayı büyük ölçüde azaltır. Bununla birlikte, yumuşak anahtarlamalı, tahribatsız absorpsiyon devrelerinin çoğu, enerjiyi aktarmak için L ve C'yi kullanır ve tek yönlü enerji dönüşümünü gerçekleştirmek için diyotların tek yönlü iletkenliğini kullanır. Bu nedenle rezonans devresindeki diyotlar önemli bir elektromanyetik bozulma kaynağı haline gelir.
Anahtarlamalı güç kaynakları, diferansiyel ve ortak mod bozulma sinyallerini filtrelemek üzere L ve C filtre devreleri oluşturmak için genellikle enerji depolama indüktörleri ve kapasitörleri kullanır. İndüktör bobininin dağıtılmış kapasitansı nedeniyle, indüktör bobininin kendi rezonans frekansı azalır, böylece çok sayıda yüksek frekanslı bozulma sinyali indüktör bobininden geçer ve AC güç hattı veya DC çıkışı boyunca dışarıya doğru yayılır. astar. Bozulma sinyalinin frekansı arttıkça, filtre kondansatörünün kapasitansı ve filtreleme etkisi, kurşun telin endüktansından dolayı sürekli olarak azalacak ve hatta kondansatörün parametrelerinde değişikliklere yol açacak ve bu da elektromanyetik bozulmaya neden olacaktır.
