Nguyên nhân tương thích điện từ do chuyển đổi nguồn điện
Bộ nguồn chuyển mạch 24V hoạt động ở trạng thái chuyển mạch điện áp cao và dòng điện cao, nguyên nhân gây ra sự cố tương thích điện từ khá phức tạp. Từ khả năng tương thích điện từ của toàn bộ máy, chủ yếu có một số loại khớp nối trở kháng chung, khớp nối đường dây, khớp nối điện trường và khớp nối sóng điện từ từ trường. Ba yếu tố của khả năng tương thích điện từ là: nguồn nhiễu, đường truyền và vật thể bị nhiễu. Ghép trở kháng chung chủ yếu là trở kháng chung giữa nguồn và đối tượng, qua đó tín hiệu có thể đi vào đối tượng. Khớp nối giữa các dây chủ yếu đề cập đến sự ghép nối lẫn nhau của các dây hoặc đường PCB tạo ra điện áp nhiễu và dòng điện nhiễu do nối dây song song.
Sự ghép điện trường chủ yếu là do sự tồn tại của sự chênh lệch điện thế và điện trường cảm ứng được ghép với vật bị nhiễu. Ghép từ trường chủ yếu là ghép từ trường tần số thấp được tạo ra gần đường dây xung có dòng điện lớn với vật bị trầy xước. Sự ghép nối trường điện từ chủ yếu là do sóng điện từ tần số cao được tạo ra bởi điện áp hoặc dòng điện xung, tỏa ra ngoài không gian và ghép nối các vật thể bị nhiễu tương ứng. Trên thực tế, không thể phân biệt rõ ràng từng chế độ ghép nối nhưng điểm nhấn là khác nhau.
Trong bộ nguồn chuyển mạch 24V, ống công tắc nguồn chính hoạt động ở chế độ chuyển mạch tần số cao ở điện áp rất cao, điện áp chuyển mạch và dòng điện chuyển mạch gần với sóng vuông. Từ phân tích phổ, người ta biết rằng tín hiệu sóng vuông chứa nhiều sóng hài cao hơn và phổ của sóng hài cao hơn có thể đạt tới hơn 1000 lần tần số sóng vuông. Đồng thời, do độ tự cảm rò rỉ và điện dung phân bố của máy biến áp điện và trạng thái làm việc không lý tưởng của thiết bị chuyển mạch nguồn chính, dao động hài cực đại tần số cao và điện áp cao thường xảy ra khi bật hoặc tắt tần số cao. tắt và các sóng hài cao hơn do dao động điều hòa này tạo ra được truyền vào mạch bên trong thông qua điện dung phân bổ giữa ống công tắc và bộ tản nhiệt hoặc tỏa vào không gian thông qua bộ tản nhiệt và máy biến áp.
Điốt được sử dụng để chỉnh lưu và quay tự do cũng là nguyên nhân quan trọng gây nhiễu tần số cao. Do bộ chỉnh lưu và điốt quay tự do hoạt động ở trạng thái chuyển mạch tần số cao, do tồn tại điện cảm ký sinh chì, điện dung tiếp giáp và ảnh hưởng của dòng hồi phục ngược nên chúng hoạt động ở điện áp và tốc độ thay đổi dòng điện rất cao và tạo ra tần số cao. dao động. Do bộ chỉnh lưu và diode quay tự do thường ở gần đường dây đầu ra nguồn nên nhiễu tần số cao do chúng tạo ra rất dễ truyền qua đường dây đầu ra DC.
Để cải thiện hệ số công suất của nguồn điện chuyển mạch 24V, các mạch điều chỉnh hệ số công suất hoạt động được áp dụng. Đồng thời, để nâng cao hiệu suất, độ tin cậy của mạch điện và giảm ứng suất điện của các thiết bị điện, một số lượng lớn công nghệ chuyển mạch mềm đã được áp dụng. Trong số đó, công nghệ chuyển mạch điện áp bằng 0, dòng bằng 0 hoặc dòng bằng 0 được sử dụng rộng rãi. Công nghệ này làm giảm đáng kể nhiễu điện từ do các thiết bị chuyển mạch tạo ra. Tuy nhiên, hầu hết các mạch hấp thụ không tổn hao chuyển mạch mềm đều sử dụng L và C để truyền năng lượng và sử dụng độ dẫn điện một chiều của điốt để thực hiện chuyển đổi năng lượng một chiều. Do đó, các điốt trong mạch cộng hưởng này trở thành nguồn gây nhiễu điện từ chính.
Trong nguồn điện chuyển mạch 24V, mạch lọc L và C thường bao gồm cuộn cảm và tụ điện lưu trữ năng lượng, có thể lọc tín hiệu nhiễu chế độ vi sai và chế độ chung và chuyển đổi tín hiệu sóng vuông AC thành tín hiệu DC trơn tru. Do điện dung phân bố của cuộn dây điện cảm, tần số tự cộng hưởng của cuộn dây điện cảm bị giảm, do đó một số lượng lớn tín hiệu nhiễu tần số cao đi qua cuộn dây điện cảm và truyền ra ngoài dọc theo đường nguồn AC hoặc đường đầu ra DC . Với sự gia tăng của tần số tín hiệu nhiễu, điện dung và hiệu ứng lọc của tụ lọc liên tục giảm do ảnh hưởng của điện cảm đạo trình, cho đến khi vượt quá tần số cộng hưởng, nó hoàn toàn mất chức năng và trở nên cảm ứng. Việc sử dụng tụ lọc không đúng cách và dây dẫn quá dài cũng là nguyên nhân gây nhiễu điện từ.
Do mật độ công suất cao và độ thông minh cao của bộ nguồn chuyển mạch 24V với bộ vi xử lý MCU nên tín hiệu điện áp từ cao đến gần nghìn volt chỉ thấp đến vài volt. Từ tín hiệu số tần số cao đến tín hiệu tương tự tần số thấp, việc phân bố trường bên trong bộ nguồn khá phức tạp. Đấu dây PCB không hợp lý, thiết kế cấu trúc không hợp lý, lọc dây nguồn đầu vào không hợp lý, đấu dây dây nguồn đầu vào và đầu ra không hợp lý cũng như thiết kế CPU và mạch phát hiện không hợp lý đều sẽ dẫn đến hệ thống hoạt động không ổn định hoặc giảm khả năng miễn nhiễm của trường điện từ bức xạ, chẳng hạn như phóng tĩnh điện, điện chuyển tiếp nhanh, sét đánh, nhiễu đột biến và dẫn truyền, nhiễu bức xạ.
