Uzroci elektromagnetne kompatibilnosti uzrokovane prebacivanjem napajanja
24V prekidačko napajanje radi u prekidačkom stanju visokog napona i velike struje, a uzroci problema s elektromagnetskom kompatibilnošću su prilično složeni. Od elektromagnetne kompatibilnosti cijele mašine, uglavnom postoji nekoliko vrsta zajedničke impedansne sprege, spajanja linija, spajanja električnog polja i spajanja elektromagnetnih valova sa magnetnim poljem. Tri elementa elektromagnetske kompatibilnosti su: izvor smetnji, put širenja i poremećeni objekat. Zajednička impedansna sprega je uglavnom zajednička impedansa između izvora i objekta, preko koje signal može ući u objekt. Povezivanje linija na liniju uglavnom se odnosi na međusobno spajanje žica ili PCB linija koje stvaraju ometajući napon i struju ometanja zbog paralelnog ožičenja.
Povezivanje električnog polja je uglavnom zbog postojanja razlike potencijala, a inducirano električno polje je povezano sa poremećenim objektom. Spajanje magnetnog polja je uglavnom spajanje niskofrekventnog magnetnog polja koje se stvara u blizini impulsnog dalekovoda velike struje na predmet koji grebe. Povezivanje elektromagnetnog polja je uglavnom zbog visokofrekventnog elektromagnetnog talasa koji se generiše pulsirajućim naponom ili strujom, koji zrači prema van kroz prostor i spaja odgovarajući poremećeni objekat. Zapravo, svaki način spajanja ne može se striktno razlikovati, ali je naglasak drugačiji.
U prekidačkom napajanju od 24V, glavna cijev prekidača za napajanje radi u visokofrekventnom prekidačkom režimu na vrlo visokom naponu, a napon i prekidačka struja su blizu kvadratnim valovima. Iz analize spektra, poznato je da signal pravokutnog talasa sadrži bogate više harmonike, a spektar viših harmonika može doseći više od 1000 puta frekvencije pravokutnog talasa. Istovremeno, zbog induktivnosti curenja i distribuiranog kapaciteta energetskog transformatora i neidealnog radnog stanja glavnog sklopnog uređaja, visokofrekventne i visokonaponske vršne harmonijske oscilacije često se javljaju kada je visoka frekvencija uključena ili isključeni, a viši harmonici generirani ovim harmonijskim oscilacijom se prenose u unutrašnje kolo kroz raspoređeni kapacitet između prekidačke cijevi i radijatora ili zrače u prostor kroz radijator i transformator.
Diode koje se koriste za ispravljanje i slobodni hod također su važan uzrok visokofrekventnih smetnji. Budući da ispravljač i diode slobodnog hoda rade u visokofrekventnom komutacijskom stanju, zbog postojanja parazitske induktivnosti olova, spojnog kapaciteta i utjecaja obrnute povratne struje, one rade pri vrlo visokoj brzini promjene napona i struje i proizvode visokofrekventne oscilacija. Budući da su ispravljač i dioda slobodnog hoda općenito blizu izlazne linije, visokofrekventne smetnje koje stvaraju lako se prenose kroz DC izlaznu liniju.
Kako bi se poboljšao faktor snage prekidačkog napajanja od 24V, usvojena su kola za korekciju aktivnog faktora snage. Istovremeno, kako bi se poboljšala efikasnost i pouzdanost kola i smanjio električni stres energetskih uređaja, usvojen je veliki broj tehnologija mekog prekidača. Među njima se široko koristi tehnologija nulte struje, nulte struje ili nulte struje. Ova tehnologija uvelike smanjuje elektromagnetne smetnje koje stvaraju komutacijski uređaji. Međutim, većina apsorpcionih kola sa mekim preklopom bez gubitaka koristi L i C za prijenos energije i koristi jednosmjernu provodljivost dioda za realizaciju jednosmjerne konverzije energije. Stoga diode u ovom rezonantnom kolu postaju glavni izvor elektromagnetnih smetnji.
U prekidačkom napajanju od 24 V, L i C filterska kola se uglavnom sastoje od induktora i kondenzatora za skladištenje energije, koji mogu filtrirati signale smetnji u diferencijalnom i zajedničkom modu i pretvarati AC kvadratne signale u glatke DC signale. Zbog distribuirane kapacitivnosti induktivnog svitka, samorezonantna frekvencija induktivnog svitka je smanjena, tako da veliki broj visokofrekventnih signala interferencije prolazi kroz induktivnu zavojnicu i širi se prema van duž AC strujnog voda ili DC izlaznog voda . Sa povećanjem frekvencije ometajućeg signala, kapacitivnost i učinak filtriranja filter kondenzatora se kontinuirano smanjuju zbog djelovanja induktivnosti olova, sve dok ne bude iznad rezonantne frekvencije, potpuno gubi svoju funkciju i postaje induktivan. Nepravilna upotreba filterskih kondenzatora i predugački vodovi također su uzrok elektromagnetnih smetnji.
Zbog velike gustine snage i visoke inteligencije 24V prekidačkog napajanja sa MCU mikroprocesorom, naponski signal od visokog do skoro hiljadu volti je nizak od nekoliko volti. Od visokofrekventnih digitalnih signala do niskofrekventnih analognih signala, distribucija polja unutar napajanja je prilično složena. Nerazumno ožičenje PCB-a, nerazuman strukturalni dizajn, nerazumno filtriranje ulaznog kabla za napajanje, nerazumno ožičenje ulaznog i izlaznog strujnog kabla, i nerazuman dizajn CPU-a i kola za detekciju, sve će to dovesti do nestabilnog rada sistema ili smanjene otpornosti na zračila elektromagnetna polja, kao što je npr. elektrostatičko pražnjenje, brzi električni prolaz, udar groma, interferencija prenapona i provodljivosti, interferencija zračenja.
