Uzroci stvaranja harmonika u prekidačkim izvorima napajanja
U savremenoj elektronskoj opremi, prekidačko napajanje je široko rasprostranjen oblik napajanja, koji ima karakteristike male veličine i visoke efikasnosti. Međutim, prekidački izvori napajanja također mogu generirati harmonike, koji u određenoj mjeri utječu na kvalitetu napajanja i stabilnost električne mreže, pa čak predstavljaju prijetnju strujnim krugovima i uređajima. Stoga je imperativ riješiti harmonijski problem prekidačkog napajanja.
Harmonici se odnose na električni talasni oblik sa višom frekvencijom od osnovnog talasa, koji obično potiče od faktora kao što su nelinearna opterećenja, nesinusoidni napon i elektromagnetne smetnje. Princip rada prekidačkog napajanja određuje njegovu podložnost generisanju harmonika.
1. Efekt kratkog spoja kondenzatorskog filterskog kola
U prekidačkim izvorima napajanja, kondenzatorski filterski krug uglavnom igra ulogu u smanjenju pulsirajućeg napona na izlaznoj snazi, ali u uvjetima visoke frekvencije, kondenzatori su također vrsta kratkog spoja. Kratki spojevi mogu uzrokovati da harmonične struje teku u izvor napajanja, uzrokujući oscilacije u vodiču i izazivajući buku i termičke efekte.
2. Rezonantni efekat induktivnog filterskog kola
U prekidačkim izvorima napajanja, induktivni filterski krug se uglavnom koristi za sprječavanje visokofrekventnih fluktuacija u izlazu izvora napajanja. Kada je struja opterećenja vrlo niska, induktivnost je u rezonantnom stanju, što će generirati visokofrekventne harmonijske struje. Generirana harmonijska struja visoke frekvencije će uzrokovati rezonanciju u kondenzatoru snage i induktivnosti linije, uzrokujući visokofrekventne oscilacije kada struja teče kroz njih.
3. Rezonantni efekat induktivnog povratnog kola
Rezonantno kolo s povratnom spregom je važna karakteristika performansi prekidačkog napajanja, koje kontinuirano prati opterećenje i stanje napajanja putem povratnog regulatora, kako bi se pravovremeno prilagodila izlazna snaga i poboljšala efikasnost cijelog kola. Međutim, induktivno kolo s povratnom spregom smanjuje izlazni napon napajanja kroz rezonantni krug, povećavajući stvaranje harmonijskih struja.
4. Uticaj radne frekvencije
Što je veća radna frekvencija prekidačkog napajanja, to su veći harmonici i obilnije generisane harmoničke struje. A struja visoke frekvencije će generisati relativno velike elektromagnetne talase na zavojnici, što će takođe dovesti do pojave međusobnog uticaja između samog električnog uređaja i elektromagnetnih talasa ispunjenih vazduhom.
