Razlozi za elektromagnetnu kompatibilnost uzrokovani napajanjem
Razlozi za probleme elektromagnetne kompatibilnosti uzrokovane prekidačkim napajanjem od 24 V koje radi pod visokim naponom i visokim strujnim uvjetima prebacivanja su prilično složeni. Što se tiče elektromagnetne kompatibilnosti čitave mašine, postoji uglavnom nekoliko tipova: sprega sa zajedničkom impedansom, sprega između linija i linija, sprega električnog polja, sprega magnetnog polja i sprega na elektromagnetski talas. Tri elementa koji stvaraju elektromagnetnu kompatibilnost su: izvor smetnji, put širenja i predmet smetnje. Zajedničko spajanje otpora se uglavnom odnosi na zajedničku impedanciju između izvora smetnji i poremećenog objekta električnim putem, kroz koju signal smetnje ulazi u poremećeni objekat. Povezivanje linija na liniju uglavnom se odnosi na međusobno spajanje žica ili PCB žica koje stvaraju napon i struju ogrebotine zbog paralelnog ožičenja.
Spajanje električnog polja je uglavnom zbog prisutnosti potencijalnih razlika, što rezultira spregom induciranih električnih polja na poremećeno tijelo. Povezivanje magnetnog polja uglavnom se odnosi na spajanje niskofrekventnih magnetnih polja generiranih u blizini visokostrujnih impulsnih energetskih vodova na objekt smetnje. Povezivanje elektromagnetnog polja uglavnom je uzrokovano visokofrekventnim elektromagnetnim valovima generiranim pulsirajućim naponom ili strujom, koji zrače prema van kroz prostor i spajaju odgovarajuće poremećeno tijelo. Zapravo, svaka metoda spajanja ne može se striktno razlikovati, samo s različitim fokusom.
U prekidačkom napajanju od 24 V, glavni prekidač za napajanje radi u visokofrekventnom prekidačkom režimu na visokom naponu. Preklopni napon i struja su blizu kvadratnim valovima. Iz analize spektra, poznato je da signal pravokutnog talasa sadrži bogate harmonike visokog reda, koji mogu doseći frekvencijski spektar preko 1000 puta veći od frekvencije pravokutnog talasa. Istovremeno, zbog induktivnosti curenja i distribuiranog kapaciteta energetskog transformatora, kao i zbog neidealnog radnog stanja glavnog prekidača napajanja, visokofrekventne i visokonaponske vršne harmonijske oscilacije često se generiraju kada visokofrekventne je uključen ili isključen. Harmonici visokog reda generirani ovim harmonijskim oscilacijama prenose se u unutrašnje kolo kroz distribuiranu kapacitivnost između cijevi prekidača i hladnjaka ili se zrače u prostor kroz hladnjak i transformator.
Koristi se za ispravljačke diode i diode kontinuirane struje, a također je važan razlog za stvaranje visokofrekventnih smetnji. Zbog ispravljača i slobodnih dioda koje rade u visokofrekventnom komutacijskom režimu, prisutnost parazitne induktivnosti i spojnog kapaciteta u diodnim vodovima, kao i utjecaj povratne povratne struje, čine da rade pri visokim naponima i brzinama promjene struje, a stvaraju visokofrekventne oscilacije. Zbog činjenice da su ispravljačke i slobodne diode općenito blizu izlaznog voda, visokofrekventne smetnje koje stvaraju najvjerojatnije će se prenijeti kroz DC izlaznu liniju.
Kako bi se poboljšao faktor snage 24V prekidačkih izvora napajanja, koriste se kola za korekciju aktivnog faktora snage. Istovremeno, u cilju poboljšanja efikasnosti i pouzdanosti kola i smanjenja električnog naprezanja energetskih uređaja, usvojen je veliki broj tehnologija mekog prebacivanja. Među njima, tehnologija preklapanja nulte struje, nulte struje ili nulte struje je najšire korištena. Ova tehnologija uvelike smanjuje elektromagnetne smetnje koje stvaraju komutacijski uređaji. Međutim, sklopovi apsorpcije bez gubitaka s mekim prekidačem uglavnom koriste L i C za prijenos energije, koristeći jednosmjernu provodljivost dioda za postizanje jednosmjerne konverzije energije. Stoga diode u ovom rezonantnom kolu postaju glavni izvor elektromagnetnih smetnji.
U prekidačkim izvorima napajanja od 24 V, induktori i kondenzatori za skladištenje energije se generalno koriste za formiranje L i C krugova za filtriranje za filtriranje diferencijalnih i uobičajenih signala smetnji i za pretvaranje AC pravokutnih signala u glatke DC signale. Zbog distribuirane kapacitivnosti induktivnog svitka, samorezonantna frekvencija induktivnog svitka je smanjena, što rezultira velikim brojem visokofrekventnih signala smetnji koji prolaze kroz induktivnu zavojnicu i šire se prema van duž AC strujne linije ili DC izlazne linije. Kako se frekvencija signala smetnje povećava, kapacitivnost i učinak filtriranja filtarskog kondenzatora nastavljaju da opadaju zbog utjecaja induktivnosti elektrode, sve dok potpuno ne izgubi funkciju kondenzatora i postane induktivan iznad rezonantne frekvencije. Nepravilna upotreba filtarskih kondenzatora i pretjerano dugih vodova također je uzrok elektromagnetnih smetnji.
Zbog velike gustine snage i visokog nivoa inteligencije 24V prekidačkog napajanja, opremljenog MCU mikroprocesorom, naponski signal se kreće od visokog do skoro kilovolti do niskog do nekoliko volti; Od visokofrekventnih digitalnih signala do niskofrekventnih analognih signala, distribucija polja unutar napajanja je prilično složena. Nerazumno ožičenje PCB-a, nerazuman strukturalni dizajn, nerazumno filtriranje ulaza električnih vodova, nerazumno ožičenje ulaznih i izlaznih električnih vodova i nerazuman dizajn CPU-a i kola za detekciju mogu dovesti do nestabilnog rada sistema ili smanjene otpornosti na elektromagnetna polja kao što je elektrostatičko pražnjenje brze prolazne grupe impulsa, udari groma, prenaponi, provodne smetnje, zračene smetnje i zračena elektromagnetna polja.
