Introduction à la compatibilité électromagnétique des alimentations de commutation
Les raisons des problèmes de compatibilité électromagnétique provoqués par les alimentations de commutation fonctionnant dans des états de commutation à haute tension et à courant élevé sont assez complexes. En termes de propriétés électromagnétiques de toute la machine, il existe principalement plusieurs types: couplage d'impédance commun, couplage de ligne à ligne, couplage de champ électrique, couplage de champ magnétique et couplage des ondes électromagnétiques. Le couplage d'impédance commun se réfère principalement à l'impédance commune entre la source de perturbation et l'objet de perturbation dans le champ électrique, à travers lequel le signal de perturbation entre dans l'objet de perturbation. Le couplage interne se réfère principalement au couplage mutuel entre les fils ou les lignes de PCB qui génèrent une tension d'interférence et le courant en raison du câblage parallèle. Le couplage du champ électrique est principalement dû à l'existence d'une différence de potentiel, ce qui génère un couplage de champ électrique induit sur le corps perturbé. Le couplage du champ magnétique se réfère principalement au couplage des champs magnétiques à basse fréquence générés près des lignes d'alimentation d'impulsion à courant élevé à des objets perturbés. Le couplage électromagnétique des champs est principalement causé par les ondes électromagnétiques à haute fréquence générées par une tension pulsée ou un courant rayonnant vers l'extérieur dans l'espace, entraînant un couplage avec le corps perturbé correspondant. En fait, chaque méthode de couplage ne peut pas être strictement distinguée, seule l'accent est différent.
Dans une alimentation de commutation, le transistor de commutation d'alimentation principal fonctionne dans un mode de commutation haute fréquence à haute tension, et la tension de commutation et le courant sont proches des ondes carrées. D'après l'analyse spectrale, il est connu que le signal d'onde carré contient de riches harmoniques d'ordre élevé. Le spectre de cette harmonique d'ordre élevé peut atteindre plus de 1000 fois la fréquence d'une onde carrée. Dans le même temps, en raison de l'inductance des fuites et de la capacité distribuée des transformateurs de puissance, ainsi que de l'état de travail non idéal des principaux dispositifs de commutation de puissance, des oscillations harmoniques de pointe à haute fréquence et à haute tension sont souvent générées lors de l'allumage ou de l'éteinte à haute fréquence. Les harmoniques d'ordre élevé générées par l'oscillation harmonique sont transmises dans le circuit interne à travers la capacité distribuée entre le tube de commutation et le dissipateur de chaleur, ou rayonné dans l'espace à travers le dissipateur de chaleur et le transformateur. Les diodes de commutation utilisées pour la rectification et la roue libre sont également une cause importante de perturbations à haute fréquence. En raison du fonctionnement du redresseur et des diodes en roue libre dans l'état de commutation à haute fréquence, l'inductance parasite et la capacité de jonction des diodes, ainsi que l'influence du courant de récupération de rétro-retour, les font fonctionner à des taux de changement de tension et de courant élevés et générer des oscillations à haute fréquence. Les redresseurs et les diodes en roue libre sont généralement situés à proximité de la ligne de sortie de sortie, et les perturbations à haute fréquence qu'ils génèrent sont plus susceptibles d'être transmises via la ligne de sortie CC. Les alimentations de commutation utilisent des circuits de correction du facteur de puissance actifs pour améliorer le facteur de puissance. Pendant ce temps, afin d'améliorer l'efficacité et la fiabilité du circuit et de réduire la contrainte électrique sur les dispositifs d'alimentation, un grand nombre de technologies de commutation douce ont été adoptées. Parmi eux, la technologie de commutation de courant zéro, de courant zéro ou de tension nulle est la plus utilisée. Cette technologie réduit considérablement l'interférence électromagnétique générée par les dispositifs de commutation. Cependant, la plupart des circuits d'absorption sans pertes de commutation doux utilisent L et C pour le transfert d'énergie et utilisent la conductivité unidirectionnelle des diodes pour réaliser une conversion d'énergie unidirectionnelle. Par conséquent, les diodes de ce circuit résonnant deviennent une source majeure d'interférence électromagnétique.
Les alimentations de commutation utilisent généralement des inductances et des condensateurs de stockage d'énergie pour former les circuits de filtrage L et C pour filtrer les signaux d'interférence différentielle et de mode commun. En raison de la capacité distribuée de la bobine d'inductance, la fréquence d'auto-résonance de la bobine d'inductance diminue, entraînant une grande quantité de signaux d'interférence à haute fréquence passant par la bobine d'inductance et se propageant vers l'extérieur le long de la ligne électrique AC ou de la ligne de sortie CC. À mesure que la fréquence du signal d'interférence augmente, l'effet de l'inductance du plomb sur le condensateur de filtrage entraîne une diminution continue de l'effet de capacité et de filtrage, et même des changements dans les paramètres des condensateurs, qui est également une cause d'interférence électromagnétique.
