Solution au problème CEM de l'alimentation à découpage de communication
L'alimentation à découpage de communication est largement utilisée dans la commutation contrôlée par programme, la transmission de données optiques, les stations de base sans fil, les systèmes de télévision par câble et les réseaux IP en raison de ses avantages de petite taille, de légèreté, de haute efficacité, de fonctionnement fiable et de surveillance à distance. C’est la force motrice du fonctionnement normal des équipements informatiques.
Avec le développement des technologies de l'information, les équipements informatiques se sont répandus dans tout le pays, des villes centrales développées aux zones montagneuses isolées, offrant une grande commodité pour la communication et la transmission d'informations entre les personnes. En raison des différences entre les zones urbaines et rurales, le réseau d'alimentation électrique des équipements de communication comprend à la fois des méthodes d'alimentation stables sur un grand réseau électrique et des méthodes indépendantes d'alimentation électrique de petite hydroélectricité. Dans le mode d'alimentation électrique des petites centrales hydroélectriques, en raison des changements de volume d'eau, des changements importants dans la consommation électrique des utilisateurs et du fonctionnement instable des équipements de production d'électricité, la distorsion de la forme d'onde du réseau électrique est grave et les fluctuations de tension sont importantes. Dans le même temps, le câblage non standard du système de distribution pose un défi majeur à l'alimentation électrique à découpage des communications.
Les communications ferroviaires et les communications électriques se développent et se développent. En raison de la forte tension induite générée par les locomotives électriques, la tension de terre fluctue considérablement, ce qui entraîne des fluctuations importantes de la tension du réseau. Un champ électrique puissant peut facilement provoquer une instabilité transitoire dans le fonctionnement des équipements d’alimentation à découpage. L'alimentation à découpage de communication fonctionnant à proximité du réseau électrique à haute tension, bien que la tension du réseau soit stable, est facilement affectée par de fortes interférences de champ électromagnétique provoquées par des changements dans la charge du réseau.
Par conséquent, l'alimentation à découpage de communication doit avoir une forte résistance aux interférences électromagnétiques, en particulier une adaptabilité aux coups de foudre, aux surtensions et aux fluctuations de tension du réseau. Il doit également avoir une capacité anti-interférence suffisante contre les interférences statiques, les champs électriques, les champs magnétiques et les ondes électromagnétiques, garantissant son fonctionnement normal et la stabilité de l'alimentation électrique des équipements de communication.
D'autre part, en raison du transistor de commutation d'alimentation, du redresseur ou de la diode de roue libre et du transformateur de puissance principal à l'intérieur de l'alimentation à découpage de communication fonctionnant en mode de commutation haute tension, courant élevé et haute fréquence, la forme d'onde de tension et de courant est principalement une onde carrée. Pendant le processus de commutation d'onde carrée de haute tension et de courant élevé, une tension et un courant harmoniques sévères seront générés. Ces tensions et courants harmoniques sont transmis via la ligne d'entrée de l'alimentation ou la ligne de sortie de l'alimentation à découpage, provoquant des interférences avec d'autres appareils et le réseau électrique alimentés par l'alimentation de communication sur le même réseau électrique. Dans le même temps, ils provoquent également des interférences avec les appareils alimentés par l'alimentation de communication, tels que les équipements de commutation contrôlés par programme, les stations de base sans fil, les équipements de transmission optique et les équipements de télévision par câble, les rendant incapables de fonctionner correctement ; D'autre part, des tensions et des courants harmoniques importants génèrent des interférences électromagnétiques à l'intérieur de l'alimentation à découpage, ce qui provoque une instabilité dans le fonctionnement interne de l'alimentation à découpage et réduit ses performances. Certains champs électromagnétiques rayonnent dans l'espace environnant à travers les interstices du boîtier d'alimentation du commutateur, et avec les champs électromagnétiques rayonnés générés par les lignes électriques et les lignes de sortie CC, ils se propagent dans l'espace, provoquant des interférences avec d'autres équipements haute fréquence et sensibles aux équipements. aux champs électromagnétiques, entraînant un fonctionnement anormal d’autres équipements.
Problèmes de compatibilité électromagnétique des alimentations à découpage
Les problèmes de compatibilité électromagnétique causés par les alimentations à découpage de communication fonctionnant dans des états de commutation haute tension et courant élevé sont assez complexes. En termes de compatibilité électromagnétique de l'ensemble de la machine, il en existe principalement plusieurs types : couplage d'impédance commune, couplage ligne à ligne, couplage de champ électrique, couplage de champ magnétique et couplage d'ondes électromagnétiques. Les trois éléments de la compatibilité électromagnétique sont : la source d’interférence, le chemin de propagation et l’objet d’interférence. Le couplage d'impédance commune fait principalement référence à l'impédance commune entre la source d'interférence et l'objet interféré électriquement, à travers laquelle le signal d'interférence pénètre dans l'objet interféré. Le couplage ligne à ligne fait principalement référence au couplage mutuel entre des fils ou des fils de PCB qui génèrent des tensions parasites et des courants parasites dus au câblage parallèle. Le couplage du champ électrique est principalement dû à la présence de différences de potentiel, entraînant le couplage du champ électrique induit au corps interféré. Le couplage de champ magnétique fait principalement référence au couplage de champs magnétiques basse fréquence générés à proximité de lignes électriques à impulsions de courant élevé avec des objets interférents. Le couplage d'ondes électromagnétiques est principalement provoqué par des ondes électromagnétiques à haute fréquence générées par une tension ou un courant pulsé, qui rayonnent vers l'extérieur à travers l'espace et se couplent avec le corps interférent correspondant. En fait, chaque méthode de couplage ne peut pas être strictement distinguée, mais seulement avec des objectifs différents.
Dans une alimentation à découpage, l'interrupteur d'alimentation principal fonctionne en mode de commutation haute fréquence à haute tension. La tension et le courant de commutation sont tous deux des ondes carrées, et le spectre des harmoniques d'ordre supérieur contenues dans cette onde carrée peut atteindre plus de 1 000 fois la fréquence de l'onde carrée. Dans le même temps, en raison de l'inductance de fuite et de la capacité distribuée du transformateur de puissance, ainsi que de l'état de fonctionnement insatisfaisant du dispositif de commutation de puissance principal, des oscillations harmoniques de crête à haute fréquence et à haute tension sont souvent générées lorsque la haute fréquence est allumé ou éteint. Les harmoniques d'ordre supérieur générées par cette oscillation harmonique sont transmises au circuit interne via la capacité distribuée entre le tube interrupteur et le dissipateur thermique ou rayonnées dans l'espace via le dissipateur thermique et le transformateur. Les diodes de commutation utilisées pour le redressement et la continuation sont également une cause importante d'interférences haute fréquence. En raison de l'état de commutation haute fréquence du redresseur et des diodes de roue libre, la présence d'une inductance parasite et d'une capacité de jonction dans les fils des diodes, ainsi que l'influence du courant de récupération inverse, les amènent à fonctionner à des taux de variation de tension et de courant élevés, ce qui entraîne des oscillations à haute fréquence. Étant donné que les diodes de redressement et de roue libre sont généralement proches de la ligne de sortie de puissance, les interférences haute fréquence qu'elles génèrent sont très susceptibles d'être transmises via la ligne de sortie CC.
Afin d'améliorer le facteur de puissance, des circuits actifs de correction du facteur de puissance sont utilisés dans les alimentations à découpage de communication. Dans le même temps, afin d'améliorer l'efficacité et la fiabilité du circuit et de réduire le stress électrique des dispositifs électriques, un grand nombre de technologies de commutation douce ont été adoptées. Parmi elles, la technologie de commutation à tension nulle, à courant nul ou à tension nulle et à courant nul est la plus largement utilisée. Cette technologie réduit considérablement les interférences électromagnétiques générées par les appareils de commutation. Cependant, les circuits d'absorption sans perte à commutation douce utilisent souvent l et c pour le transfert d'énergie, en utilisant la conductivité unidirectionnelle des diodes pour réaliser une conversion d'énergie unidirectionnelle. Par conséquent, les diodes de ce circuit résonant deviennent une source majeure d’interférences électromagnétiques.
