Pengantar Kompatibilitas Elektromagnetik pada Pengalihan Catu Daya
Alasan masalah kompatibilitas elektromagnetik yang disebabkan oleh peralihan catu daya yang beroperasi pada kondisi peralihan tegangan tinggi dan arus tinggi cukup kompleks. Dalam hal sifat elektromagnetik dari keseluruhan mesin, ada beberapa jenis utama: kopling impedansi umum, kopling saluran ke saluran, kopling medan listrik, kopling medan magnet, dan kopling gelombang elektromagnetik. Kopling impedansi umum terutama mengacu pada impedansi umum antara sumber gangguan dan objek yang terganggu secara elektrik, yang melaluinya sinyal gangguan memasuki objek yang terganggu. Kopling saluran ke saluran terutama mengacu pada penggandengan timbal balik antara kabel atau kabel PCB yang menghasilkan gangguan tegangan dan arus karena kabel paralel. Kopling medan listrik terutama disebabkan oleh adanya beda potensial, yang menghasilkan kopling medan listrik induksi pada benda yang terganggu. Kopling medan magnet terutama mengacu pada penggabungan medan magnet frekuensi rendah yang dihasilkan di dekat saluran listrik pulsa arus tinggi ke objek gangguan. Kopling medan elektromagnetik terutama disebabkan oleh gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh tegangan atau arus yang berdenyut yang memancar keluar melalui ruang, sehingga menghasilkan kopling dengan benda terganggu yang sesuai. Faktanya, setiap metode penggandengan tidak dapat dibedakan secara tegas, hanya dengan fokus yang berbeda-beda.
Dalam catu daya switching, sakelar daya utama beroperasi dalam mode peralihan frekuensi tinggi pada tegangan tinggi, dan tegangan serta arus peralihan mendekati gelombang persegi. Dari analisis spektrum, diketahui bahwa sinyal gelombang persegi mengandung banyak harmonik tingkat tinggi. Spektrum harmonik tingkat tinggi ini dapat mencapai lebih dari 1000 kali frekuensi gelombang persegi. Pada saat yang sama, karena kebocoran induktansi dan kapasitansi terdistribusi dari transformator daya, serta kondisi kerja yang tidak ideal dari perangkat sakelar daya utama, osilasi harmonik puncak frekuensi tinggi dan tegangan tinggi sering dihasilkan saat dihidupkan atau mati pada frekuensi tinggi. Harmonisa tingkat tinggi yang dihasilkan oleh osilasi harmonik ini ditransmisikan ke sirkuit internal melalui kapasitansi terdistribusi antara tabung sakelar dan unit pendingin, atau dipancarkan ke ruang angkasa melalui unit pendingin dan transformator. Peralihan dioda yang digunakan untuk perbaikan dan kelanjutan juga merupakan penyebab penting gangguan frekuensi tinggi. Karena keadaan peralihan frekuensi tinggi dari penyearah dan dioda freewheeling, adanya induktansi parasit dan kapasitansi sambungan pada kabel dioda, serta pengaruh arus pemulihan balik, membuat keduanya beroperasi pada tegangan tinggi dan laju perubahan arus, dan menghasilkan osilasi frekuensi tinggi. Dioda penyearah dan freewheeling umumnya dekat dengan saluran keluaran daya, dan gangguan frekuensi tinggi yang ditimbulkannya kemungkinan besar disalurkan melalui saluran keluaran DC. Untuk meningkatkan faktor daya, catu daya switching mengadopsi rangkaian koreksi faktor daya aktif. Pada saat yang sama, untuk meningkatkan efisiensi dan keandalan rangkaian serta mengurangi tekanan listrik pada perangkat daya, sejumlah besar teknologi soft switching telah diadopsi. Diantaranya, teknologi peralihan tegangan nol, arus nol, atau tegangan nol/arus nol adalah yang paling banyak digunakan. Teknologi ini sangat mengurangi interferensi elektromagnetik yang dihasilkan oleh perangkat switching. Namun, sebagian besar rangkaian penyerapan lossless sakelar lunak menggunakan L dan C untuk transfer energi, memanfaatkan konduktivitas dioda searah untuk mencapai konversi energi searah. Oleh karena itu, dioda pada rangkaian resonansi ini menjadi sumber utama gangguan elektromagnetik.
Switching catu daya umumnya menggunakan induktor dan kapasitor penyimpan energi untuk membentuk sirkuit penyaringan L dan C, mencapai penyaringan sinyal gangguan diferensial dan mode umum. Karena kapasitansi terdistribusi dari kumparan induktansi, frekuensi resonansi diri dari kumparan induktansi berkurang, menghasilkan sejumlah besar sinyal gangguan frekuensi tinggi yang melewati kumparan induktansi dan merambat ke luar sepanjang saluran listrik AC atau saluran keluaran DC. Ketika frekuensi sinyal gangguan meningkat pada kapasitor filter, efek induktansi timbal menyebabkan penurunan kapasitansi dan efek penyaringan secara terus menerus, dan bahkan perubahan parameter kapasitor, yang juga merupakan penyebab interferensi elektromagnetik.
