خصائص تحويل التيار الكهربائي وآلية توليد التداخل الكهرومغناطيسي
هناك أربع خصائص أساسية لتحويل مصادر الطاقة:
① الموقع واضح نسبيًا. تتركز بشكل رئيسي على أجهزة تبديل الطاقة، والثنائيات، والمشتتات الحرارية المتصلة والمحولات عالية التردد؛
② يعمل جهاز تحويل الطاقة في حالة التشغيل/الإيقاف. نظرًا لأن مصدر طاقة التحويل هو جهاز تحويل طاقة يعمل في حالة تبديل، فإن معدلات تغير الجهد والتيار الخاصة به تكون عالية، مما يؤدي إلى شدة تداخل كبيرة؛
③ عادةً ما يتم ترتيب أسلاك لوحات دوائر الطاقة المطبوعة (PCBs) يدويًا. هذا الترتيب يجعله تعسفيًا للغاية، مما يزيد من صعوبة استخراج معلمات توزيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور والتنبؤ وتقييم التداخل في المجال القريب؛
④ تردد التبديل كبير، ويتراوح من عشرات الآلاف من هرتز إلى عدة ميغاهيرتز. الأشكال الرئيسية للتداخل هي التداخل والتداخل في المجال القريب.
آلية توليد التداخل الكهرومغناطيسي
التداخل الكهرومغناطيسي الناتج عن تبديل الدوائر
دائرة التبديل هي جوهر مصدر طاقة التبديل، وتتكون بشكل رئيسي من أنابيب التبديل والمحولات عالية التردد. إن dv/dt الناتج عنه عبارة عن نبضة ذات سعة كبيرة ونطاق تردد واسع وتوافقيات غنية. الأسباب الرئيسية لهذا التداخل النبضي ذات شقين: من ناحية، حمل أنبوب التبديل هو الملف الأساسي لمحول عالي التردد، وهو حمل حثي. في اللحظة التي يتم فيها تشغيل أنبوب التبديل، يولد الملف الأولي تيارًا مفاجئًا كبيرًا ويظهر جهد ذروة مرتفع عند طرفي الملف الأولي؛ في لحظة 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 طفرات جنبًا إلى جنب مع السعة والمقاومة في دائرة المجمع، والتي سيتم فرضها على جهد إيقاف التشغيل لتكوين ارتفاع جهد إيقاف التشغيل. هذا النوع من انقطاع جهد مصدر الطاقة سيولد نفس تيار زيادة المغنطة العابر كما هو الحال عند توصيل الملف الأساسي، وسيتم نقل هذا الضجيج إلى أطراف الإدخال والإخراج، مما يشكل تداخلًا موصلاً. من ناحية أخرى، فإن حلقة تيار التبديل عالية التردد المكونة من الملف الأساسي وأنبوب التبديل ومكثف المرشح لمحول النبض قد تولد إشعاعًا مكانيًا كبيرًا، مما يشكل تداخلًا إشعاعيًا.
يحدث التداخل الناتج عن وقت الاسترداد العكسي للصمام الثنائي في دائرة المقوم عالية التردد بسبب تدفق تيار أمامي كبير عبر الصمام الثنائي المقوم أثناء التوصيل الأمامي. عندما يتم إيقاف تشغيله بسبب جهد الانحياز العكسي، بسبب تراكم المزيد من الموجات الحاملة في تقاطع PN، سوف يتدفق التيار في الاتجاه المعاكس خلال الفترة التي تسبق اختفاء الموجات الحاملة، مما يتسبب في انخفاض حاد في تيار الاسترداد العكسي لـ تختفي الموجات الحاملة وتسبب تغيرًا كبيرًا في التيار (di/dt).
تدابير قمع التدخل الكهرومغناطيسي
العناصر الثلاثة التي تشكل التداخل الكهرومغناطيسي هي مصدر التداخل ومسار الانتشار والمعدات المضطربة. ولذلك، ينبغي أن يتم قمع التداخل الكهرومغناطيسي من هذه الجوانب الثلاثة.
والغرض من ذلك هو قمع مصادر التداخل، وإزالة الاقتران والإشعاع بين مصادر التداخل والمعدات المضطربة، وتحسين القدرة على مقاومة التداخل للمعدات المضطربة، وبالتالي تحسين أداء التوافق الكهرومغناطيسي لتحويل مصادر الطاقة.
استخدام المرشحات لقمع التداخل الكهرومغناطيسي
يعد الترشيح طريقة مهمة لقمع التداخل الكهرومغناطيسي، والذي يمكن أن يمنع بشكل فعال التداخل الكهرومغناطيسي الذي يدخل إلى المعدات في شبكة الطاقة ويمنع أيضًا التداخل الكهرومغناطيسي الذي يدخل إلى شبكة الطاقة داخل المعدات. إن تركيب مرشح طاقة التبديل في دوائر الإدخال والإخراج الخاصة بمصدر طاقة التبديل لا يمكن أن يحل مشكلة التداخل المجرى فحسب، بل يمكن أيضًا أن يكون سلاحًا مهمًا لحل التداخل الإشعاعي. تنقسم تقنية قمع التصفية إلى طريقتين: التصفية السلبية والتصفية النشطة.
تكنولوجيا التصفية السلبية
دوائر الترشيح السلبية بسيطة وفعالة من حيث التكلفة وموثوقة، مما يجعلها وسيلة فعالة لقمع التداخل الكهرومغناطيسي. تتكون المرشحات السلبية من مكونات الحث والسعة والمقاومة، وتتمثل وظيفتها المباشرة في حل الانبعاثات الموصلة.
نظرًا للسعة الكبيرة لمكثف الترشيح في دائرة إمداد الطاقة الأصلية، يتم إنشاء تيارات ذروة النبض في دائرة المعدل، والتي تتكون من عدد كبير من التيارات التوافقية عالية الترتيب وتسبب تداخلاً في شبكة الطاقة؛ بالإضافة إلى ذلك، فإن توصيل أو قطع أنبوب التبديل في الدائرة، وكذلك الملف الأولي للمحول، سيولد تيارًا نابضًا. نظرًا لارتفاع معدل التغير الحالي، يتم إنشاء تيارات مستحثة ذات ترددات مختلفة في الدوائر المحيطة، بما في ذلك إشارات التداخل التفاضلية والمشتركة. يمكن أن تنتقل إشارات التداخل هذه إلى خطوط أخرى من شبكة الطاقة وتتداخل مع الأجهزة الإلكترونية الأخرى من خلال خطي كهرباء. يمكن لجزء تصفية الوضع التفاضلي في الشكل أن يقلل من إشارات تداخل الوضع التفاضلي داخل مصدر طاقة التبديل، ويمكن أن يخفف بشكل كبير إشارات التداخل الكهرومغناطيسي الناتجة عن الجهاز نفسه أثناء التشغيل وينقلها إلى شبكة الطاقة. وفقا لقانون الحث الكهرومغناطيسي، يتم الحصول على E-Ldi/dt، حيث E هو انخفاض الجهد عند طرفي L، L هو الحث، و di/dt هو معدل التغير الحالي. ومن الواضح أنه كلما كان معدل التغير الحالي أصغر، كلما زادت المحاثة المطلوبة.
