Rješenje emc problema komunikacijskog prekidačkog napajanja
Komunikaciono prekidačko napajanje se široko koristi u programski kontrolisanoj komutaciji, optičkom prenosu podataka, bežičnim baznim stanicama, sistemima kablovske televizije i IP mrežama zbog svojih prednosti male veličine, male težine, visoke efikasnosti, pouzdanog rada i daljinskog nadzora. To je pokretačka snaga za normalan rad opreme informacione tehnologije.
Sa razvojem informacionih tehnologija, informatička oprema je raširena širom zemlje, od razvijenih centralnih gradova do udaljenih planinskih područja, pružajući veliku pogodnost za komunikaciju i prenos informacija među ljudima. Zbog razlika između urbanih i ruralnih područja, elektroenergetska mreža komunikacione opreme uključuje kako stabilne metode napajanja velike mreže tako i nezavisne metode napajanja malih hidroelektrana. U režimu napajanja malih hidroelektrana, zbog promjena u zapremini vode, značajnih promjena u potrošnji električne energije korisnika i nestabilnog rada opreme za proizvodnju električne energije, izobličenje talasnog oblika električne mreže je ozbiljno, a fluktuacije napona velike. Istovremeno, nestandardno ožičenje distributivnog sistema predstavlja ozbiljan izazov za komunikacijsko prekidačko napajanje.
Željeznička komunikacija i elektroenergetska komunikacija se razvijaju i rastu. Zbog jakog induciranog napona koji stvaraju električne lokomotive, napon zemlje jako fluktuira, što rezultira značajnim fluktuacijama napona mreže. Jako električno polje može lako uzrokovati prolaznu nestabilnost u radu opreme za prekidačko napajanje. Komunikacijski prekidački izvor napajanja koji radi u blizini visokonaponske električne mreže, iako je napon mreže stabilan, lako je pod utjecajem jakih smetnji elektromagnetnog polja uzrokovanih promjenama u opterećenju mreže.
Stoga, komunikacijsko prekidačko napajanje treba imati jaku otpornost na elektromagnetne smetnje, posebno prilagodljivost udarima groma, udarima i fluktuacijama napona u mreži. Takođe bi trebalo da ima dovoljnu sposobnost protiv smetnji na statičke smetnje, električno polje, magnetno polje i elektromagnetne talase, obezbeđujući njegov normalan rad i stabilnost napajanja komunikacione opreme.
S druge strane, zbog tranzistora prekidača za napajanje, ispravljača ili diode slobodnog hoda i glavnog energetskog transformatora unutar komunikacijskog prekidačkog napajanja koji radi u režimu visokonaponskog, visokostrujnog i visokofrekventnog prebacivanja, talasni oblik napona i struje uglavnom je kvadratni val. Tokom procesa preklapanja pravougaonog talasa visokog napona i velike struje, generisaće se jak harmonični napon i struja. Ovi harmonijski naponi i struje prenose se kroz ulazni vod napajanja ili izlazni vod prekidačkog napajanja, uzrokujući smetnje drugim uređajima i elektroenergetskoj mreži koji se napajaju komunikacionim napajanjem na istoj električnoj mreži. U isto vrijeme, oni također uzrokuju smetnje uređajima koji se napajaju putem komunikacijskog napajanja, kao što su programski kontrolirana komutatorska oprema, bežične bazne stanice, oprema za optički prijenos i oprema za kablovsku televiziju, što ih čini nesposobnim za ispravan rad; S druge strane, jaki harmonijski napon i struja stvaraju elektromagnetne smetnje unutar prekidačkog napajanja, što uzrokuje nestabilnost u unutrašnjem radu prekidačkog napajanja i smanjuje njegove performanse. Neka elektromagnetna polja zrače u okolni prostor kroz otvore u kućištu prekidača za napajanje, i zajedno sa zračenim elektromagnetnim poljima generisanim kroz dalekovode i DC izlazne vodove, šire se kroz prostor, uzrokujući smetnje drugoj visokofrekventnoj opremi i opremi osjetljivoj elektromagnetnim poljima, što dovodi do nenormalnog rada druge opreme.
Problemi elektromagnetne kompatibilnosti prekidačkih izvora napajanja
Problemi elektromagnetne kompatibilnosti uzrokovani komunikacijskim prekidačkim napajanjem koji radi u visokonaponskim i visokostrujnim prekidačkim stanjima prilično su 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 elektromagnetne kompatibilnosti su: izvor smetnji, put širenja i objekt interferencije. Zajednička impedansna sprega se uglavnom odnosi na zajedničku impedanciju između izvora smetnji i ometanog objekta električnim putem, kroz koju signal interferencije ulazi u ometani objekat. Povezivanje linija na liniju uglavnom se odnosi na međusobno spajanje žica ili žica PCB-a koje stvaraju napon smetnji i struju interferencije zbog paralelnog ožičenja. Povezivanje električnog polja je uglavnom zbog prisutnosti potencijalnih razlika, što rezultira spregom induciranog električnog polja na ometano tijelo. Povezivanje magnetnog polja uglavnom se odnosi na spajanje niskofrekventnih magnetnih polja generiranih u blizini visokostrujnih impulsnih energetskih vodova na objekte interferencije. Spajanje elektromagnetnih valova uglavnom je uzrokovano visokofrekventnim elektromagnetnim valovima koji nastaju pulsirajućim naponom ili strujom, koji zrače prema van kroz prostor i spajaju se s odgovarajućim ometajućim tijelom. Zapravo, svaka metoda spajanja ne može se striktno razlikovati, samo s različitim fokusom.
U prekidačkom napajanju, glavni prekidač za napajanje radi u visokofrekventnom prekidačkom režimu na visokom naponu. Preklopni napon i struja su kvadratni valovi, a spektar harmonika višeg reda sadržanih u ovom kvadratnom valu može doseći više od 1000 puta frekvenciju kvadratnog vala. Istovremeno, zbog induktivnosti curenja i raspoređenog kapaciteta energetskog transformatora, kao i zbog nezadovoljavajućeg radnog stanja glavnog sklopnog uređaja, često se stvaraju visokofrekventne i visokonaponske vršne harmonijske oscilacije kada je visoka frekvencija uključeno ili isključeno. Harmonici višeg reda generirani ovim harmonijskim oscilacijama prenose se u unutrašnje kolo kroz raspoređeni kapacitet između cijevi prekidača i hladnjaka ili se zrače u prostor kroz hladnjak i transformator. Prekidačke diode koje se koriste za ispravljanje i nastavak također su važan uzrok visokofrekventnih smetnji. Zbog visokofrekventnog komutacijskog stanja ispravljača i slobodnih dioda, prisustvo parazitne induktivnosti i spojnog kapaciteta u diodnim vodovima, kao i utjecaj povratne povratne struje, uzrokuje njihov rad pri visokim naponima i brzinama promjene struje, što rezultira visokofrekventnim oscilacijama. Zbog činjenice da su ispravljačke i slobodne diode općenito blizu izlazne linije, visokofrekventne smetnje koje stvaraju najvjerojatnije će se prenositi kroz izlaznu liniju istosmjerne struje.
Kako bi se poboljšao faktor snage, aktivni krugovi korekcije faktora snage koriste se u komunikacijskim prekidačkim izvorima napajanja. 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 nultog napona, nulte struje ili nulte struje nulte struje je najšire korištena. Ova tehnologija uvelike smanjuje elektromagnetne smetnje koje stvaraju komutacijski uređaji. Međutim, kola apsorpcije bez gubitaka sa mekim prekidačem često 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.
