تصميم التوافق الكهرومغناطيسي لتحويل إمدادات الطاقة
يشير التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) لتحويل مصدر الطاقة إلى التعايش بين الأجهزة الكهربائية المختلفة في نطاق محدود من المساحة والوقت والطيف دون التسبب في تدهور الأداء، والذي يشمل الاضطراب الكهرومغناطيسي (EMD) والحساسية الكهرومغناطيسية (EMS). يشير EMD إلى الضوضاء المنبعثة من المنتجات الكهربائية، بينما يشير EMS إلى قدرة المنتجات الكهربائية على مقاومة الاضطرابات الكهرومغناطيسية الخارجية. يجب ألا يتأثر الجهاز الذي يتمتع بتوافق كهرومغناطيسي جيد بالبيئة الكهرومغناطيسية المحيطة ولا يسبب اضطرابًا كهرومغناطيسيًا.
يحتوي أنبوب تبديل الطاقة في مصدر طاقة التبديل على جهد كبير وقفز تيار أثناء عملية التشغيل والإيقاف بتردد عالٍ، وبالتالي توليد اضطراب كهرومغناطيسي قوي، ولكن نطاق التردد للاضطراب (< 30MHz) is relatively low. The geometric size of most low-power switching power supplies is much smaller than the corresponding wavelength of 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium), and the electromagnetic disturbance phenomenon studied by switching power supply systems belongs to the range of quasi-stationary field. When studying their electromagnetic disturbance problems, the main consideration is conduction disturbance.
الاضطراب الكهرومغناطيسي
تتم مناقشة الاضطراب الكهرومغناطيسي عمومًا من ثلاثة جوانب: خصائص مصدر الاضطراب، وخصائص قناة اقتران الاضطراب، وخصائص الجسم المضطرب.
1 تحويل التيار الكهربائي في مصدر التداخل الكهرومغناطيسي الرئيسي
يتضمن مصدر التداخل الكهرومغناطيسي في تحويل مصدر الطاقة بشكل أساسي أجهزة التبديل والثنائيات والمكونات المنفعلة غير الخطية؛ عند تبديل مصدر الطاقة، تعد الأسلاك غير الصحيحة للوحات المطبوعة أيضًا عاملاً رئيسيًا يسبب الاضطراب الكهرومغناطيسي.
الاضطراب الكهرومغناطيسي الناتج عن تبديل الدائرة
بالنسبة لتحويل مصدر الطاقة، يعد الاضطراب الكهرومغناطيسي الناتج عن تبديل الدائرة أحد مصادر الاضطراب الرئيسية لتحويل مصدر الطاقة. دائرة التبديل هي جوهر تحويل إمدادات الطاقة، والتي تتكون أساسا من تبديل الأنبوب والمحولات عالية التردد. إن dv/dt الناتج عنه عبارة عن نبضة ذات سعة كبيرة ونطاق تردد واسع وتوافقيات غنية. الأسباب الرئيسية لهذا الاضطراب الدافع هي
1) حمل أنبوب التبديل هو الملف الأساسي للمحول عالي التردد، وهو حمل حثي. في اللحظة التي يتم فيها تشغيل أنبوب التبديل، ينتج الملف الأولي تيار تدفق كبير، ويظهر جهد ذروة مرتفع عند طرفي الملف الأولي. في اللحظة التي يتم فيها إيقاف تشغيل أنبوب التبديل، لا ينتقل جزء من الطاقة من الملف الأولي إلى الملف الثانوي بسبب تدفق التسرب في الملف الأولي، وسيشكل هذا الجزء من الطاقة المخزنة في المحث تذبذبًا مخففًا مع المسامير مع المكثفات والمقاومات في دائرة المجمع، وسيتم فرضها على جهد إيقاف التشغيل لتشكيل ارتفاع جهد إيقاف التشغيل. سيؤدي انقطاع جهد مصدر الطاقة إلى إنتاج نفس تيار نبض المغنطة العابر كما هو الحال عند تشغيل الملف الأساسي، وسيتم توصيل هذا الضجيج إلى أطراف الإدخال والإخراج، مما يؤدي إلى اضطراب التوصيل، وفي أسوأ الحالات، قد يتعطل أنبوب التبديل.
2) قد تنتج حلقة تيار التبديل عالية التردد المكونة من الملف الأساسي لمحول النبض وأنبوب التبديل ومكثف المرشح إشعاعًا فضائيًا كبيرًا وتشكل اضطرابًا إشعاعيًا. إذا كانت قدرة الترشيح للمكثف غير كافية أو كانت خصائص التردد العالي ليست جيدة، فإن المعاوقة عالية التردد على المكثف ستقود التيار عالي التردد إلى مصدر طاقة التيار المتردد في الوضع التفاضلي لتشكيل اضطراب التوصيل.
الاضطراب الكهرومغناطيسي الناجم عن دائرة مقوم الصمام الثنائي
|دي/دت| إن تيار الاسترداد العكسي الناتج عن الصمام الثنائي المعدل في الدائرة الرئيسية أصغر بكثير من الصمام الثنائي دولاب الموازنة. كمصدر للتداخل الكهرومغناطيسي، فإن شدة الاضطراب الناجم عن تيار الاسترداد العكسي للصمام الثنائي المقوم كبير ونطاق التردد واسع. إن قفزة الجهد الناتجة عن الصمام الثنائي المقوم أصغر بكثير من تلك التي يتم توليدها عند تشغيل وإيقاف أنبوب مفتاح الطاقة في مصدر الطاقة. لذلك، من الممكن دراسة دائرة المقوم كجزء من قناة اقتران التداخل الكهرومغناطيسي، بغض النظر عن تأثير |dv/dt| و |دي/دت| التي تنتجها الثنائيات المعدل.
العلاقة بين dv/dt وحجم التحميل
يعد Dv/dt الذي يتم إنشاؤه عند تشغيل وإيقاف أنبوب مفتاح الطاقة هو مصدر الاضطراب الرئيسي لتحويل مصدر الطاقة. يظهر التحليل والتجارب النظرية أن قيمة |dv/dt| يزداد الناتج عن إيقاف التشغيل مع زيادة الحمل، ولكن تغيير الحمل ليس له تأثير يذكر على |dv/dt| تشغيل. لأن |dv/dt| يختلف نبض الاضطراب المتولد خارجيًا عند التشغيل وإيقاف التشغيل.
