تحليل مصادر الاضطراب الكهرومغناطيسي في مصادر الطاقة ذات التردد العالي
إذا لم يتم التعامل مع مشكلة التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) الموجودة في مصدر طاقة التحويل عالي التردد نفسه بشكل صحيح، فليس من السهل فقط التسبب في تلوث شبكة الطاقة، مما يؤثر بشكل مباشر على التشغيل العادي للمعدات الكهربائية الأخرى، ولكن من السهل أيضًا حلها. يشكل التلوث الكهرومغناطيسي في الفضاء الوارد، مما يؤدي إلى مشكلة التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) لإمدادات الطاقة ذات التردد العالي. تركز هذه المقالة على تحليل التداخل الكهرومغناطيسي الذي يتجاوز المعيار في وحدة إمداد طاقة التحويل عالية التردد بقدرة 1200 وات (24 فولت/50 أمبير) المستخدمة في شاشات إمداد طاقة إشارة السكك الحديدية، وتقترح إجراءات التحسين.
يمكن تقسيم الاضطرابات الكهرومغناطيسية الناتجة عن مصادر الطاقة ذات التردد العالي إلى فئتين: الاضطرابات الموصلة والاضطرابات المشعة. تنتشر الاضطرابات التي تم إجراؤها عبر مصادر طاقة التيار المتردد بترددات أقل من 30 ميجاهرتز؛ وينتشر الاضطراب الإشعاعي عبر الفضاء بترددات تتراوح من 30 إلى 1000 ميجاهرتز.
التوافقيات عالية الترتيب المتولدة أثناء عملية تصحيح المقوم ستولد اضطرابات في التوصيل والإشعاع على طول خط الكهرباء.
تعمل ترانزستورات تبديل الطاقة في حالات التوصيل والقطع عالية التردد. من أجل تقليل خسائر التبديل، وتحسين كثافة الطاقة والكفاءة الإجمالية، أصبحت سرعة فتح وإغلاق ترانزستور التبديل أسرع وأسرع، عادةً في بضع ميكروثانية. يفتح ترانزستور التبديل ويغلق بهذه السرعة، مكونًا جهدًا متزايدًا وتيارًا متزايدًا، مما سيولد توافقيات ذروة عالية التردد وعالية الجهد وتداخلًا كهرومغناطيسيًا على الفضاء وخطوط إدخال التيار المتردد.
في نفس الوقت الذي يقوم فيه المحول عالي التردد T1 بتحويل الطاقة، فإنه يولد مجالات كهرومغناطيسية متناوبة، تشع موجات كهرومغناطيسية في الفضاء، وتشكل اضطرابات إشعاعية. تولد الحث والسعة الموزعة للمحول تذبذبات، والتي تقترن بدائرة إدخال التيار المتردد من خلال السعة الموزعة بين المراحل الأولية للمحول، مما يشكل اضطرابات موصلة.
عندما يكون جهد الخرج منخفضًا نسبيًا، يعمل الصمام الثنائي لمقوم الخرج في حالة تبديل عالية التردد ويكون أيضًا مصدرًا للتداخل الكهرومغناطيسي.
بسبب الحث الطفيلي وسعة التوصيل لسلك الصمام الثنائي، بالإضافة إلى تأثير تيار الاسترداد العكسي، فإنه يعمل عند معدلات تغير الجهد والتيار العالية. كلما زاد وقت الاسترداد العكسي للصمام الثنائي، زاد تأثير ذروة التيار، وأصبحت إشارة الاضطراب أقوى، مما أدى إلى تذبذب التوهين عالي التردد، وهو اضطراب توصيل الوضع التفاضلي.
تنتقل جميع الإشارات الكهرومغناطيسية المتولدة إلى مصادر الطاقة الخارجية عبر أسلاك معدنية مثل خطوط الكهرباء وخطوط الإشارة وأسلاك التأريض، مما يشكل اضطرابات موصلة. تحدث الاضطرابات المشعة بسبب إشارات التداخل التي تشع عبر الأسلاك والأجهزة أو عن طريق الأسلاك المترابطة التي تعمل كهوائيات.
