مقدمة إلى التوافق الكهرومغناطيسي لتحويل إمدادات الطاقة
إن أسباب مشكلات التوافق الكهرومغناطيسي الناتجة عن تبديل مصادر الطاقة التي تعمل تحت ظروف الجهد العالي والتيار العالي معقدة للغاية. فيما يتعلق بالخصائص الكهرومغناطيسية للجهاز بأكمله، هناك عدة أنواع بشكل رئيسي: اقتران المعاوقة المشتركة، اقتران الخط إلى الخط، اقتران المجال الكهربائي، اقتران المجال المغناطيسي، اقتران الموجة الكهرومغناطيسية. يشير اقتران المعاوقة المشتركة بشكل أساسي إلى المعاوقة المشتركة بين مصدر الاضطراب والجسم المضطرب كهربائيًا، والتي من خلالها تدخل إشارة الاضطراب إلى الجسم المضطرب. يشير اقتران الخط إلى الخط بشكل أساسي إلى الاقتران المتبادل بين الأسلاك أو أسلاك ثنائي الفينيل متعدد الكلور التي تولد اضطرابًا في الجهد والتيار بسبب الأسلاك المتوازية. يرجع اقتران المجال الكهربائي بشكل رئيسي إلى وجود فرق محتمل، مما يولد اقتران المجال الكهربائي المستحث على الجسم المضطرب. يشير اقتران المجال المغناطيسي بشكل أساسي إلى اقتران المجالات المغناطيسية منخفضة التردد المتولدة بالقرب من خطوط طاقة النبض ذات التيار العالي بالأجسام المضطربة. يرجع اقتران المجال الكهرومغناطيسي بشكل أساسي إلى الموجات الكهرومغناطيسية عالية التردد الناتجة عن الجهد النبضي أو التيار المشع إلى الخارج عبر الفضاء، مما يؤدي إلى الاقتران مع الجسم المضطرب المقابل. في الواقع، لا يمكن التمييز بدقة بين كل طريقة اقتران، فقط مع نقاط تركيز مختلفة.
في مصدر طاقة التبديل، يعمل مفتاح الطاقة الرئيسي في وضع تبديل عالي التردد بجهد عالي، ويكون جهد التبديل والتيار قريبين من الموجات المربعة. ومن المعروف من تحليل الطيف أن إشارات الموجة المربعة تحتوي على توافقيات غنية عالية الترتيب. يمكن أن يصل طيف هذا التوافقي ذو الترتيب الأعلى إلى أكثر من 1000 مرة من تردد الموجة المربعة. في الوقت نفسه، نظرًا لتحريض التسرب والسعة الموزعة لمحول الطاقة، فضلاً عن حالة العمل غير المثالية لجهاز مفتاح الطاقة الرئيسي، غالبًا ما يتم إنشاء تذبذبات توافقية عالية التردد وعالية الجهد عند التشغيل أو قبالة الترددات العالية. تنتقل التوافقيات عالية الترتيب الناتجة عن هذا التذبذب التوافقي إلى الدائرة الداخلية من خلال السعة الموزعة بين أنبوب التبديل والمشتت الحراري، أو تشع إلى الفضاء من خلال المشتت الحراري والمحول. يعد تبديل الثنائيات المستخدمة للتصحيح والاستمرار أيضًا سببًا مهمًا لاضطرابات التردد العالي. نظرًا لحالة التبديل عالية التردد للمقوم والثنائيات الحرة، فإن وجود الحث الطفيلي وسعة الوصلات في خيوط الصمام الثنائي، بالإضافة إلى تأثير تيار الاسترداد العكسي، يجعلها تعمل بمعدلات تغير الجهد والتيار العالي، و توليد ذبذبات عالية التردد. تكون الثنائيات المعدلة والثنائية الحرة بشكل عام قريبة من خط إخراج الطاقة، ومن المرجح أن تنتقل الاضطرابات عالية التردد الناتجة عنها عبر خط إخراج التيار المستمر. من أجل تحسين عامل الطاقة، يعتمد تبديل إمدادات الطاقة على دوائر تصحيح عامل الطاقة النشطة. في الوقت نفسه، من أجل تحسين كفاءة وموثوقية الدائرة وتقليل الضغط الكهربائي لأجهزة الطاقة، تم اعتماد عدد كبير من تقنيات التبديل الناعمة. من بينها، تكنولوجيا تبديل الجهد صفر، التيار صفر، أو الجهد صفر/التيار صفر هي الأكثر استخدامًا. تقلل هذه التقنية بشكل كبير من التداخل الكهرومغناطيسي الناتج عن تبديل الأجهزة. ومع ذلك، فإن معظم دوائر الامتصاص بدون فقدان التبديل الناعم تستخدم L وC لنقل الطاقة، وذلك باستخدام الموصلية أحادية الاتجاه للثنائيات لتحقيق تحويل الطاقة أحادي الاتجاه. لذلك، تصبح الثنائيات الموجودة في دائرة الرنين هذه مصدرًا رئيسيًا للاضطراب الكهرومغناطيسي.
يستخدم تحويل مصادر الطاقة عمومًا محاثات ومكثفات تخزين الطاقة لتشكيل دوائر ترشيح L وC، مما يحقق تصفية إشارات اضطراب الوضع التفاضلي والمشترك. بسبب السعة الموزعة لملف الحث، يتم تقليل تردد الرنين الذاتي لملف الحث، مما يؤدي إلى عدد كبير من إشارات الاضطراب عالية التردد التي تمر عبر ملف الحث وتنتشر للخارج على طول خط طاقة التيار المتردد أو خط إخراج التيار المستمر. مع زيادة تردد إشارة الاضطراب في مكثف المرشح، يؤدي تأثير محاثة الرصاص إلى انخفاض مستمر في السعة وتأثير الترشيح، وحتى تغييرات في معلمات المكثف، وهو أيضًا سبب للتداخل الكهرومغناطيسي.
