स्विचिंग बिजली आपूर्ति की विशेषताएं और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप पीढ़ी का तंत्र
स्विचिंग बिजली आपूर्ति की चार बुनियादी विशेषताएं हैं:
① स्थान अपेक्षाकृत स्पष्ट है। मुख्य रूप से पावर स्विचिंग डिवाइस, डायोड और कनेक्टेड हीट सिंक और उच्च-आवृत्ति ट्रांसफार्मर पर केंद्रित है;
② ऊर्जा रूपांतरण उपकरण चालू/बंद स्थिति में संचालित होता है। इस तथ्य के कारण कि स्विचिंग बिजली आपूर्ति एक ऊर्जा रूपांतरण उपकरण है जो स्विचिंग स्थिति में संचालित होती है, इसकी वोल्टेज और वर्तमान परिवर्तन दर अधिक होती है, जिसके परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण हस्तक्षेप तीव्रता होती है;
③ पावर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) की वायरिंग आमतौर पर मैन्युअल रूप से व्यवस्थित की जाती है। यह व्यवस्था इसे अत्यधिक मनमानी बनाती है, जिससे पीसीबी वितरण मापदंडों को निकालने और निकट-क्षेत्र हस्तक्षेप की भविष्यवाणी और मूल्यांकन करने में कठिनाई बढ़ जाती है;
④ स्विचिंग आवृत्ति बड़ी है, दसियों हज़ार हर्ट्ज़ से लेकर कई मेगाहर्ट्ज़ तक। हस्तक्षेप के मुख्य रूप संचालित हस्तक्षेप और निकट-क्षेत्र हस्तक्षेप हैं।
विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप पीढ़ी का तंत्र
स्विचिंग सर्किट द्वारा उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप
स्विचिंग सर्किट स्विचिंग बिजली आपूर्ति का मूल है, जो मुख्य रूप से स्विचिंग ट्यूब और उच्च आवृत्ति ट्रांसफार्मर से बना है। इसके द्वारा उत्पन्न डीवी/डीटी एक बड़े आयाम, एक विस्तृत आवृत्ति बैंड और समृद्ध हार्मोनिक्स के साथ एक पल्स है। इस पल्स हस्तक्षेप के मुख्य कारण दो हैं: एक ओर, स्विच ट्यूब लोड एक उच्च-आवृत्ति ट्रांसफार्मर का प्राथमिक कुंडल है, जो एक प्रेरक भार है। जिस समय स्विच ट्यूब चालू होती है, प्राथमिक कॉइल एक बड़ा सर्ज करंट उत्पन्न करती है और प्राथमिक कॉइल के दोनों सिरों पर एक उच्च सर्ज पीक वोल्टेज दिखाई देता है; स्विच ट्यूब डिस्कनेक्शन के समय, प्राथमिक कॉइल के रिसाव प्रवाह के कारण, ऊर्जा का एक हिस्सा प्राथमिक कॉइल से द्वितीयक कॉइल में संचारित नहीं होता है। प्रारंभ करनेवाला में संग्रहीत ऊर्जा कलेक्टर सर्किट में कैपेसिटेंस और प्रतिरोध के साथ स्पाइक्स के साथ एक क्षयकारी दोलन का निर्माण करेगी, जो टर्निंग ऑफ वोल्टेज पर सुपरइम्पोज होकर एक टर्निंग ऑफ वोल्टेज स्पाइक बनाएगी। इस प्रकार की बिजली आपूर्ति वोल्टेज रुकावट प्राथमिक कुंडल से जुड़े होने पर उसी चुंबकीयकरण वृद्धि वर्तमान क्षणिक उत्पन्न करेगी, और यह शोर प्रवाहकीय हस्तक्षेप बनाते हुए इनपुट और आउटपुट टर्मिनलों तक प्रेषित किया जाएगा। दूसरी ओर, पल्स ट्रांसफार्मर के प्राथमिक कॉइल, स्विच ट्यूब और फिल्टर कैपेसिटर से बना उच्च-आवृत्ति स्विचिंग करंट लूप महत्वपूर्ण स्थानिक विकिरण उत्पन्न कर सकता है, जिससे विकिरण हस्तक्षेप हो सकता है।
उच्च-आवृत्ति रेक्टिफायर सर्किट में डायोड के रिवर्स रिकवरी समय के कारण होने वाला हस्तक्षेप आगे के संचालन के दौरान रेक्टिफायर डायोड के माध्यम से बहने वाले एक बड़े फॉरवर्ड करंट के कारण होता है। जब पीएन जंक्शन में अधिक वाहकों के संचय के कारण रिवर्स बायस वोल्टेज के कारण इसे बंद कर दिया जाता है, तो वाहक गायब होने से पहले की अवधि के दौरान धारा विपरीत दिशा में प्रवाहित होगी, जिससे रिवर्स रिकवरी धारा में तेज कमी आएगी। वाहक गायब हो जाते हैं और एक महत्वपूर्ण वर्तमान परिवर्तन (di/dt) उत्पन्न करते हैं।
विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप दमन के उपाय
विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप बनाने वाले तीन तत्व हस्तक्षेप स्रोत, प्रसार पथ और परेशान उपकरण हैं। अत: विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप का दमन इन तीन पहलुओं से किया जाना चाहिए।
इसका उद्देश्य हस्तक्षेप स्रोतों को दबाना, हस्तक्षेप स्रोतों और परेशान उपकरणों के बीच युग्मन और विकिरण को खत्म करना, परेशान उपकरणों की हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता में सुधार करना और इस तरह स्विचिंग बिजली आपूर्ति के विद्युत चुम्बकीय संगतता प्रदर्शन में सुधार करना है।
विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को दबाने के लिए फिल्टर का उपयोग करना
फ़िल्टरिंग विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को दबाने के लिए एक महत्वपूर्ण तरीका है, जो पावर ग्रिड में उपकरण में प्रवेश करने वाले विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से दबा सकता है और उपकरण के भीतर पावर ग्रिड में प्रवेश करने वाले विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को भी दबा सकता है। स्विचिंग बिजली आपूर्ति के इनपुट और आउटपुट सर्किट में स्विचिंग पावर फ़िल्टर स्थापित करने से न केवल संचालित हस्तक्षेप की समस्या का समाधान हो सकता है, बल्कि विकिरण हस्तक्षेप को हल करने के लिए यह एक महत्वपूर्ण हथियार भी हो सकता है। फ़िल्टरिंग दमन तकनीक को दो तरीकों में विभाजित किया गया है: निष्क्रिय फ़िल्टरिंग और सक्रिय फ़िल्टरिंग।
निष्क्रिय फ़िल्टरिंग तकनीक
निष्क्रिय फ़िल्टरिंग सर्किट सरल, लागत प्रभावी और विश्वसनीय हैं, जो उन्हें विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को दबाने का एक प्रभावी तरीका बनाते हैं। निष्क्रिय फिल्टर अधिष्ठापन, समाई और प्रतिरोध घटकों से बने होते हैं, और उनका प्रत्यक्ष कार्य प्रवाहकीय उत्सर्जन को हल करना है।
मूल बिजली आपूर्ति सर्किट में फ़िल्टरिंग कैपेसिटर की बड़ी क्षमता के कारण, रेक्टिफायर सर्किट में पल्स पीक धाराएं उत्पन्न होती हैं, जो बड़ी संख्या में उच्च-क्रम हार्मोनिक धाराओं से बनी होती हैं और पावर ग्रिड में हस्तक्षेप का कारण बनती हैं; इसके अलावा, सर्किट में स्विच ट्यूब का संचालन या कटऑफ, साथ ही ट्रांसफार्मर का प्राथमिक कॉइल, स्पंदित धारा उत्पन्न करेगा। वर्तमान परिवर्तन की उच्च दर के कारण, आसपास के सर्किट में विभिन्न आवृत्तियों की प्रेरित धाराएं उत्पन्न होती हैं, जिनमें अंतर और सामान्य मोड हस्तक्षेप सिग्नल शामिल हैं। ये हस्तक्षेप संकेत पावर ग्रिड की अन्य लाइनों तक प्रेषित किए जा सकते हैं और दो पावर लाइनों के माध्यम से अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में हस्तक्षेप कर सकते हैं। चित्र में विभेदक मोड फ़िल्टरिंग भाग स्विचिंग बिजली आपूर्ति के अंदर विभेदक मोड हस्तक्षेप संकेतों को कम कर सकता है, और ऑपरेशन के दौरान उपकरण द्वारा उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप संकेतों को काफी हद तक कमजोर कर सकता है और उन्हें पावर ग्रिड में संचारित कर सकता है। विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम के अनुसार, E-Ldi/dt प्राप्त होता है, जहाँ E, L के दोनों सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है, L प्रेरकत्व है, और di/dt वर्तमान परिवर्तन की दर है। जाहिर है, वर्तमान परिवर्तन दर जितनी कम होगी, प्रेरण की आवश्यकता उतनी ही अधिक होगी।
