Toiteallikast põhjustatud elektromagnetilise ühilduvuse põhjused
Kõrgepinge ja suure vooluga lülitustingimustes töötava 24 V lülitustoiteallika põhjustatud elektromagnetilise ühilduvuse probleemide põhjused on üsna keerulised. Kogu masina elektromagnetilise ühilduvuse osas on peamiselt mitut tüüpi: tavaline impedantsi sidumine, liiniühendus, elektrivälja sidestus, magnetvälja sidestus ja elektromagnetlainete sidestus. Kolm elektromagnetilist ühilduvust tekitavat elementi on: häire allikas, levimistee ja häire objekt. Ühine takistussidestus viitab peamiselt häireallika ja häiritud objekti vahelisele ühisele takistusele elektriliselt, mille kaudu häiresignaal siseneb häiritud objekti. Line-line sidestus viitab peamiselt vastastikusele ühendusele juhtmete või PCB-juhtmete vahel, mis tekitavad paralleelse juhtmestiku tõttu kriimustuspinget ja kriimustusvoolu.
Elektrivälja sidestus tuleneb peamiselt potentsiaalsete erinevuste olemasolust, mille tulemuseks on indutseeritud elektriväljade sidestumine häiritud kehaga. Magnetvälja sidumine viitab peamiselt kõrge vooluimpulsiga elektriliinide lähedal tekkivate madalsageduslike magnetväljade ühendamisele häireobjektiga. Elektromagnetvälja sidestust põhjustavad peamiselt pulseeriva pinge või voolu tekitatud kõrgsageduslikud elektromagnetlained, mis kiirgavad läbi ruumi väljapoole ja ühendavad vastava häiritud keha. Tegelikult ei saa iga sidumismeetodit rangelt eristada, ainult erinevate fookustega.
24 V lülitustoiteallikas töötab peatoitelüliti kõrgsageduslikul lülitusrežiimil kõrgel pingel. Lülituspinge ja vool on lähedased nelinurksetele lainetele. Spektrianalüüsist on teada, et ruutlaine signaal sisaldab rikkalikke kõrge järgu harmoonilisi, mis võivad ulatuda sagedusspektrini, mis on üle 1000-kordse ruutlaine sagedusest. Samal ajal tekivad toitetrafo lekkeinduktiivsuse ja hajutatud mahtuvuse ning peamise toitelüliti seadme ebaideaalse tööseisundi tõttu sageli kõrgsageduslikud ja kõrgepinge harmoonilised tippvõnkumised. on sisse või välja lülitatud. Selle harmoonilise võnkumise tekitatud kõrget järku harmoonilised edastatakse lülititoru ja jahutusradiaatori vahelise jaotatud mahtuvuse kaudu sisemisse vooluringi või kiirgatakse jahutusradiaatori ja trafo kaudu ruumi.
Kasutatakse alaldus- ja pidevvooludioodide jaoks, on see ka oluline põhjus kõrgsageduslike häirete tekitamiseks. Tänu kõrgsageduslikul lülitusrežiimil töötavatele alaldi- ja vabakäigudioodidele, parasiitide induktiivsuse ja ristmiku mahtuvuse olemasolu dioodijuhtmetes, samuti vastupidise taastumisvoolu mõju, panevad need töötama kõrge pinge ja voolu muutumise kiirusega ning tekitavad kõrgsageduslikke võnkumisi. Tulenevalt asjaolust, et alaldi ja vabakäigudioodid asuvad üldjuhul väljundvõimsuse liini lähedal, kanduvad nende tekitatud kõrgsageduslikud häired kõige tõenäolisemalt edasi alalisvoolu väljundliini kaudu.
24V lülitustoiteallikate võimsusteguri parandamiseks kasutatakse aktiivvõimsusteguri korrigeerimise ahelaid. Samal ajal on ahela tõhususe ja töökindluse parandamiseks ning toiteseadmete elektrilise pinge vähendamiseks kasutusele võetud suur hulk pehmeid lülitustehnoloogiaid. Nende hulgas on kõige laialdasemalt kasutatav nullpinge, nullvoolu või nullvoolu lülitustehnoloogia. See tehnoloogia vähendab oluliselt lülitusseadmete tekitatavaid elektromagnetilisi häireid. Kuid pehme lülitusega kadudeta neeldumisahelad kasutavad energia ülekandeks enamasti L ja C, kasutades ühesuunalise energia muundamise saavutamiseks dioodide ühesuunalist juhtivust. Seetõttu muutuvad selle resonantsahela dioodid peamiseks elektromagnetiliste häirete allikaks.
24 V lülitustoiteallikates kasutatakse tavaliselt energiasalvestavaid induktiivpoolid ja kondensaatoreid L- ja C-filtreerimisahelate moodustamiseks, et filtreerida diferentsiaal- ja ühisrežiimi häiresignaale ning teisendada vahelduvvoolu ruutlainesignaale sujuvateks alalisvoolusignaalideks. Induktiivpooli hajutatud mahtuvuse tõttu väheneb induktiivpooli iseresonantssagedus, mille tulemuseks on suur hulk kõrgsageduslikke häiresignaale, mis läbivad induktiivpooli ja levivad piki vahelduvvoolu või alalisvoolu väljundliini väljapoole. Häiresignaali sageduse kasvades jätkub juhtmeinduktiivsuse mõjul filtri kondensaatori mahtuvuse ja filtreeriva efekti vähenemine, kuni see kaotab täielikult kondensaatori funktsiooni ja muutub induktiivseks üle resonantssageduse. Elektromagnetiliste häirete põhjuseks on ka filtrikondensaatorite vale kasutamine ja liiga pikad juhtmed.
Tänu MCU mikroprotsessoriga varustatud 24 V lülitustoiteallika suurele võimsustihedusele ja kõrgele intelligentsustasemele ulatub pingesignaal kõrgest kuni peaaegu kilovoldini kuni mitme voltini; Alates kõrgsageduslikest digitaalsignaalidest kuni madala sagedusega analoogsignaalideni on väljajaotus toiteallika sees üsna keeruline. Ebamõistlik PCB juhtmestik, ebamõistlik konstruktsioon, elektriliinide ebamõistlik sisendfiltreerimine, sisendi ja väljundi ebamõistlik juhtmestik ning protsessori ja tuvastusahelate ebamõistlik projekteerimine võivad kõik viia süsteemi ebastabiilse töö või elektromagnetväljade (nt elektrostaatilise lahenduse, elektrilahenduse) suhtes vähenenud tundlikkuseni. kiired siirdeimpulsside rühmad, välgulöögid, liigpinged, juhitud häired, kiirgavad häired ja kiiratavad elektromagnetväljad.
