Rješenje emc problema komunikacijskog prekidačkog napajanja
Komunikacijski prekidački izvor napajanja naširoko se koristi u programski kontroliranom prebacivanju, optičkom prijenosu podataka, bežičnim baznim stanicama, sustavima kabelske televizije i IP mrežama zbog svojih prednosti male veličine, male težine, visoke učinkovitosti, pouzdanog rada i daljinskog nadzora. To je pokretačka snaga za normalan rad opreme informacijske tehnologije.
S razvojem informacijske tehnologije, oprema informacijske tehnologije raširena je diljem zemlje, od razvijenih središnjih gradova do udaljenih planinskih područja, pružajući veliku pogodnost za komunikaciju i prijenos informacija među ljudima. Zbog razlika između urbanih i ruralnih područja, elektroopskrbna mreža komunikacijske opreme uključuje kako stabilne metode napajanja velike elektroenergetske mreže, tako i metode napajanja neovisnih malih hidroelektrana. U režimu napajanja malih hidroelektrana, zbog promjena u volumenu vode, značajnih promjena u potrošnji električne energije kod korisnika i nestabilnog rada opreme za proizvodnju električne energije, izobličenje valnog oblika električne mreže je ozbiljno, a fluktuacije napona velike. U isto vrijeme, nestandardno ožičenje distribucijskog sustava predstavlja ozbiljan izazov komunikacijskom sklopnom napajanju.
Željezničke komunikacije i elektroenergetske komunikacije se razvijaju i rastu. Zbog jakog induciranog napona koji stvaraju električne lokomotive, napon uzemljenja jako varira, što dovodi do značajnih fluktuacija napona mreže. Jako električno polje može lako uzrokovati prolaznu nestabilnost u radu sklopne opreme za napajanje. Komunikacijski prekidački izvor napajanja koji radi u blizini visokonaponske električne mreže, iako je mrežni napon stabilan, lako je podložan utjecaju jakih smetnji elektromagnetskog polja uzrokovanih promjenama opterećenja mreže.
Stoga bi komunikacijsko preklopno napajanje trebalo imati jaku otpornost na elektromagnetske smetnje, posebno prilagodljivost udarima groma, udarima i fluktuacijama mrežnog napona. Također bi trebao imati dovoljnu sposobnost zaštite od smetnji od statičkih smetnji, električnog polja, magnetskog polja i elektromagnetskih valova, osiguravajući njegov normalan rad i stabilnost u opskrbi komunikacijskom opremom.
S druge strane, zbog sklopnog tranzistora, ispravljača ili diode slobodnog hoda i glavnog energetskog transformatora unutar komunikacijskog sklopnog napajanja koji radi u visokonaponskom, visokostrujnom i visokofrekventnom sklopnom obliku, valni oblik napona i struje je uglavnom kvadratni val. Tijekom procesa preklapanja pravokutnog vala visokog napona i velike struje, generirat će se jaki harmonijski napon i struja. Ovi harmonijski naponi i struje prenose se kroz ulaznu liniju napajanja ili izlaznu liniju sklopnog napajanja, uzrokujući smetnje drugim uređajima i električnoj mreži koji se napajaju komunikacijskim napajanjem na istoj električnoj mreži. U isto vrijeme, oni također uzrokuju smetnje uređajima koji se napajaju komunikacijskim napajanjem, kao što su programski kontrolirana komutacijska oprema, bežične bazne stanice, oprema za optički prijenos i oprema za kabelsku televiziju, čineći ih nesposobnima za pravilan rad; S druge strane, jaki harmonijski napon i struja stvaraju elektromagnetske smetnje unutar sklopnog napajanja, što uzrokuje nestabilnost unutarnjeg rada prekidačkog napajanja i smanjuje njegovu učinkovitost. Neka elektromagnetska polja zrače u okolni prostor kroz otvore u kućištu sklopke za napajanje i zajedno s izračenim elektromagnetskim poljima generiranim preko električnih vodova i istosmjernih izlaznih vodova, šire se prostorom, uzrokujući smetnje drugoj visokofrekventnoj opremi i opremi osjetljivoj elektromagnetskim poljima, što dovodi do nenormalnog rada druge opreme.
Problemi s elektromagnetskom kompatibilnošću sklopnih izvora napajanja
Problemi s elektromagnetskom kompatibilnošću uzrokovani komunikacijskim prekidačkim napajanjem koje radi u visokonaponskim i visokostrujnim sklopnim stanjima prilično su složeni. Što se tiče elektromagnetske kompatibilnosti cijelog stroja, uglavnom postoji nekoliko vrsta: zajednička impedancija, veza između vodova, veza električnog polja, spojka magnetskog polja i veza elektromagnetskih valova. Tri elementa elektromagnetske kompatibilnosti su: izvor smetnje, put širenja i objekt smetnje. Spoj zajedničke impedancije uglavnom se odnosi na zajedničku impedanciju između izvora smetnje i objekta smetnji električnim putem, kroz koji signal smetnje ulazi u objekt smetnje. Veza linija do linije uglavnom se odnosi na međusobnu spregu između žica ili PCB žica koje generiraju napon smetnje i struju smetnje zbog paralelnog ožičenja. Povezivanje električnog polja je uglavnom zbog prisutnosti potencijalnih razlika, što rezultira sprezanjem induciranog električnog polja na interferirano tijelo. Povezivanje magnetskog polja uglavnom se odnosi na spajanje niskofrekventnih magnetskih polja generiranih u blizini visokostrujnih impulsnih dalekovoda s objektima smetnjama. Sprezanje elektromagnetskih valova uglavnom je uzrokovano visokofrekventnim elektromagnetskim valovima generiranim pulsirajućim naponom ili strujom, koji zrače prema van kroz prostor i spajaju se s odgovarajućim ometajućim tijelom. Zapravo, svaka metoda spajanja ne može se strogo razlikovati, samo s različitim fokusima.
U prekidačkom napajanju, glavna sklopka radi u visokofrekventnom načinu rada na visokom naponu. Preklopni napon i struja su pravokutni valovi, a spektar harmonika višeg reda sadržan u ovom pravokutnom valu može doseći više od 1000 puta veću frekvenciju pravokutnog vala. U isto vrijeme, zbog induktiviteta rasipanja i raspodijeljenog kapaciteta energetskog transformatora, kao i nezadovoljavajućeg radnog stanja glavnog rasklopnog uređaja, visokofrekventne i visokonaponske vršne harmonijske oscilacije često se generiraju kada je visoka frekvencija uključen ili isključen. Harmonici višeg reda generirani ovim harmoničkim oscilacijama prenose se u unutarnji krug preko raspodijeljenog kapaciteta između razvodne cijevi i hladnjaka ili zrače u prostor kroz hladnjak i transformator. Preklopne diode koje se koriste za ispravljanje i nastavak također su važan uzrok visokofrekventnih smetnji. Zbog visokofrekventnog sklopnog stanja ispravljača i slobodnih dioda, prisutnost parazitskog induktiviteta i spojnog kapaciteta u izvodima diode, kao i utjecaj reverzne povratne struje, uzrokuje njihov rad pri visokim brzinama promjene napona i struje, što rezultira visokofrekventnim oscilacijama. Zbog činjenice da su ispravljačke i diode slobodnog hoda općenito blizu izlazne linije napajanja, visokofrekventne smetnje koje one generiraju najvjerojatnije će se prenositi preko istosmjerne izlazne linije.
Kako bi se poboljšao faktor snage, aktivni krugovi za korekciju faktora snage koriste se u komunikacijskim prekidačkim izvorima napajanja. U isto vrijeme, kako bi se poboljšala učinkovitost i pouzdanost strujnog kruga i smanjio električni stres energetskih uređaja, usvojen je veliki broj tehnologija mekog prebacivanja. Među njima se najčešće koristi nulti napon, nulta struja ili nulti napon i nulta strujna sklopna tehnologija. Ova tehnologija uvelike smanjuje elektromagnetske smetnje koje stvaraju sklopni uređaji. Međutim, mekani apsorpcijski krugovi bez gubitaka često koriste l i c za prijenos energije, koristeći jednosmjernu vodljivost dioda za postizanje jednosmjerne pretvorbe energije. Stoga diode u ovom rezonantnom krugu postaju glavni izvor elektromagnetskih smetnji.
