Les raisons des problèmes de compatibilité électromagnétique causés par les alimentations à découpage
Les raisons des problèmes de compatibilité électromagnétique causés par les alimentations à découpage 24 V 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 générés par la compatibilité électromagnétique sont : la source de perturbation, le chemin de propagation et l'objet perturbé. Le couplage d'impédance commune est principalement l'impédance commune entre la source de perturbation et l'objet perturbé dans le champ électrique, à travers laquelle le signal de perturbation pénètre dans l'objet perturbé. Le couplage inter-lignes fait principalement référence au couplage mutuel entre des fils ou des lignes PCB qui génèrent une tension perturbatrice et un courant perturbateur dus au câblage parallèle.
Le couplage de champ électrique est principalement dû à l’existence d’une différence de potentiel, qui génère un couplage de champ électrique induit avec le corps perturbé. 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 perturbés. Le couplage de champ électromagnétique est principalement dû aux 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 perturbé correspondant. En fait, chaque méthode de couplage ne peut être strictement distinguée, seule l’accent est différent.
Dans une alimentation à découpage 24 V, le transistor de commutation de puissance principal fonctionne dans un mode de commutation haute-fréquence à hautes tensions. La tension et le courant de commutation sont proches des ondes carrées. D'après l'analyse spectrale, il est connu que le signal d'onde carrée contient de riches harmoniques d'ordre élevé -, et que le spectre de ces harmoniques 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 non idéal des principaux dispositifs de commutation de puissance, des oscillations harmoniques de crête à haute -fréquence et haute - tension sont souvent générées lors de la mise sous tension ou hors tension à hautes fréquences. Les harmoniques d'ordre élevé générées par ces oscillations harmoniques sont transmises au circuit interne via la capacité distribuée entre le tube de commutation et le dissipateur thermique, ou rayonnées dans l'espace à travers le dissipateur thermique et le transformateur.
Utilisé pour les diodes de redressement et de roue libre, c'est également une cause importante de perturbations à haute fréquence-. En raison du fonctionnement des diodes de redressement et de roue libre dans un état de commutation à haute -fréquence, l'inductance parasite et la capacité de jonction des fils de diode, ainsi que l'influence du courant de récupération inverse, les font fonctionner à des taux de variation de tension et de courant élevés et génèrent des oscillations à haute fréquence-. En raison de la proximité des diodes de redressement et de roue libre avec la ligne de sortie de puissance, les perturbations haute fréquence - qu'elles génèrent sont facilement transmises via la ligne de sortie CC.
Afin d'améliorer le facteur de puissance des alimentations à découpage 24 V, des circuits actifs à facteur de puissance positif sont utilisés. 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. La technologie de commutation à tension nulle, à courant nul ou à courant nul est largement utilisée. Cette technologie réduit considérablement les perturbations électromagnétiques générées par les appareils de commutation. Cependant, les circuits d'absorption sans perte à commutateur logiciel utilisent principalement L et C pour le transfert d'énergie et utilisent la conductivité unidirectionnelle des diodes pour réaliser une conversion d'énergie unidirectionnelle. Les diodes de ce circuit résonant deviennent donc une source majeure de perturbations électromagnétiques.
