تصميم التوافق الكهرومغناطيسي لتبديل مصادر الطاقة
يشير التوافق الكهرومغناطيسي لإمدادات الطاقة في وضع التبديل إلى التعايش بين الأجهزة الكهربائية المختلفة ضمن مساحة ووقت وطيف تردد محدود دون التسبب في انخفاض الأداء. ويشمل جانبين: التداخل الكهرومغناطيسي (EMD) والحساسية الكهرومغناطيسية (EMS). يشير EMD إلى الضوضاء الخارجية المنبعثة من المنتجات الكهربائية، بينما يشير EMS إلى قدرة المنتجات الكهربائية على مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي. يجب ألا يتأثر الجهاز الذي يتمتع بأداء جيد للتوافق الكهرومغناطيسي بالبيئة الكهرومغناطيسية المحيطة ولا يسبب تداخلًا كهرومغناطيسيًا في المناطق المحيطة.
يولد ترانزستور تبديل الطاقة في مصدر طاقة التبديل قفزات كبيرة في الجهد والتيار أثناء عملية التشغيل/الإيقاف عند الترددات العالية، مما يؤدي إلى تداخل كهرومغناطيسي قوي، ولكن نطاق تردد التداخل (<30MHz) is relatively low. The geometric dimensions of most low-power switching power supplies are much smaller than the wavelength corresponding to a 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium). The electromagnetic interference phenomena studied in switching power supply systems belong to the range of quasi steady fields. When studying their electromagnetic interference problems, the main consideration is conducted interference.
2 التحرش الكهرومغناطيسي
تتم مناقشة التداخل الكهرومغناطيسي عمومًا من ثلاثة جوانب: خصائص مصدر التداخل، وخصائص قناة الاقتران للتداخل، وخصائص الجسم المضطرب.
2.1 المصادر الرئيسية للتداخل الكهرومغناطيسي في مصادر الطاقة في وضع التبديل
تتضمن مصادر التداخل الكهرومغناطيسي في مصادر الطاقة في وضع التبديل بشكل أساسي أجهزة التبديل، والثنائيات، والمكونات المنفعلة غير الخطية؛ يعد التوصيل غير المناسب للوحات الدوائر المطبوعة أيضًا عاملاً رئيسياً يسبب التداخل الكهرومغناطيسي في مصادر الطاقة في وضع التبديل.
2.1.1 التداخل الكهرومغناطيسي الناتج عن دوائر التبديل
بالنسبة لتبديل مصادر الطاقة، يعد التداخل الكهرومغناطيسي الناتج عن دائرة التبديل أحد المصادر الرئيسية للتداخل. دائرة التبديل هي جوهر مصدر طاقة التحويل، وتتكون بشكل رئيسي من أنابيب التبديل والمحولات عالية التردد. إن dv/dt الناتج عنه عبارة عن نبضة ذات سعة كبيرة ونطاق تردد واسع وتوافقيات وفيرة. السبب الرئيسي لاضطراب النبض هو
1) حمل أنبوب التبديل هو الملف الأساسي للمحول عالي التردد، وهو حمل حثي. في اللحظة التي يتم فيها تشغيل أنبوب التبديل، يتم إنشاء تيار زيادة كبير في الملف الأساسي، ويظهر جهد الذروة العالي عند طرفي الملف الأساسي؛ في اللحظة التي يتم فيها فصل أنبوب التبديل، بسبب تدفق التسرب للملف الأولي، لا يتم نقل جزء من الطاقة من الملف الأولي إلى الملف الثانوي. ستشكل الطاقة المخزنة في المحرِّض تذبذبًا متحللًا مع ذروة مع السعة والمقاومة في دائرة المجمع، والتي سيتم فرضها على جهد إيقاف التشغيل لتكوين ذروة جهد إيقاف التشغيل. هذا النوع من انقطاع جهد مصدر الطاقة سيولد نفس تيار الدفع المغنطيسي العابر كما هو الحال عند توصيل الملف الأساسي. سيتم نقل هذه الضوضاء إلى أطراف الإدخال والإخراج، مما يشكل اضطرابات في التوصيل، وفي الحالات الشديدة، قد يؤدي إلى كسر أنبوب التبديل.
2) قد تولد حلقة تيار التبديل عالية التردد المكونة من الملف الأساسي وأنبوب التبديل ومكثف الترشيح لمحول النبض إشعاعًا مكانيًا كبيرًا، مما يشكل اضطرابًا إشعاعيًا. إذا كانت قدرة الترشيح للمكثف غير كافية أو كانت خصائص التردد العالي سيئة، فإن المعاوقة عالية التردد على المكثف سوف تتسبب في توصيل تيار عالي التردد إلى مصدر طاقة التيار المتردد في الوضع التفاضلي، مما يشكل اضطراب التوصيل.
