Elektromagnetska kompatibilnost prekidačkih izvora napajanja
Razlozi za probleme elektromagnetne kompatibilnosti uzrokovane prekidačkim izvorima napajanja koji rade pod visokim naponom i visokim strujnim uvjetima prebacivanja su prilično složeni. Što se tiče elektromagnetnih svojstava čitave mašine, postoji uglavnom nekoliko tipova: sprega sa zajedničkom impedansom, sprega između linija i linija, sprega električnog polja, sprega magnetnog polja i sprega elektromagnetnih talasa. Zajednička impedansna sprega se uglavnom odnosi na zajedničku impedanciju između izvora smetnji i poremećenog objekta električnim putem, kroz koju signal smetnje ulazi u poremećeni objekat. Povezivanje linija na liniju uglavnom se odnosi na međusobno spajanje žica ili PCB žica koje stvaraju napon i struju smetnji zbog paralelnog ožičenja. Povezivanje električnog polja je uglavnom zbog prisustva razlike potencijala, koja stvara indukovanu spregu električnog polja na poremećenom tijelu. Povezivanje magnetnog polja uglavnom se odnosi na spajanje niskofrekventnih magnetnih polja generiranih u blizini visokostrujnih impulsnih energetskih vodova na objekte smetnje. Povezivanje elektromagnetnog polja uglavnom je uzrokovano visokofrekventnim elektromagnetnim valovima koji nastaju pulsirajućim naponom ili strujom koji zrače prema van kroz prostor, što rezultira spajanjem s odgovarajućim poremećenim tijelom. Zapravo, svaka metoda spajanja ne može se striktno razlikovati, samo s različitim fokusom.
U prekidačkom napajanju, glavni prekidač za napajanje radi u visokofrekventnom prekidačkom režimu na visokom naponu, a napon i struja prebacivanja su blizu kvadratnim valovima. Iz analize spektra, poznato je da signali pravokutnog talasa sadrže bogate harmonike visokog reda. Spektar ovog harmonika višeg reda može dostići preko 1000 puta veću frekvenciju kvadratnog talasa. Istovremeno, zbog induktivnosti curenja i raspoređenog kapaciteta energetskog transformatora, kao i zbog neidealnog radnog stanja glavnog prekidača napajanja, često se stvaraju visokofrekventne i visokonaponske vršne harmonijske oscilacije pri uključivanju ili isključen na visokim frekvencijama. Harmonici visokog reda generirani ovim harmonijskim oscilacijama prenose se u unutrašnje kolo kroz raspoređeni kapacitet između cijevi prekidača i hladnjaka, ili se zrače u prostor kroz hladnjak i transformator. Preklopne diode koje se koriste za ispravljanje i nastavak također su važan uzrok visokofrekventnih smetnji. Zbog visokofrekventnog komutacijskog stanja ispravljača i dioda slobodnog hoda, prisustvo parazitne induktivnosti i spojnog kapaciteta u diodnim vodovima, kao i utjecaj reverzne povratne struje, čine da oni rade pri visokim naponima i brzinama promjene struje, a stvaraju visokofrekventne oscilacije. Ispravljačke diode i diode sa slobodnim hodom su uglavnom blizu izlaznog voda, a visokofrekventni smetnji koje stvaraju najvjerojatnije će se prenositi kroz DC izlaznu liniju. Kako bi se poboljšao faktor snage, prekidačka napajanja usvajaju aktivne krugove korekcije faktora snage. Istovremeno, u cilju poboljšanja efikasnosti i pouzdanosti kola i smanjenja električnog naprezanja energetskih uređaja, usvojen je veliki broj tehnologija mekog prebacivanja. Među njima, tehnologija preklapanja nultog napona, nulte struje ili nulte struje/nulte struje je najšire korištena. Ova tehnologija uvelike smanjuje elektromagnetne smetnje koje stvaraju komutacijski uređaji. Međutim, većina apsorpcionih kola bez gubitaka sa mekim prekidačem koristi L i C za prijenos energije, koristeći jednosmjernu provodljivost dioda za postizanje jednosmjerne konverzije energije. Stoga diode u ovom rezonantnom kolu postaju glavni izvor elektromagnetnih smetnji.
Prekidački izvori napajanja uglavnom koriste induktore i kondenzatore za skladištenje energije za formiranje L i C filterskih kola, postižući filtriranje diferencijalnih i uobičajenih signala smetnji. Zbog distribuirane kapacitivnosti induktivnog svitka, samorezonantna frekvencija induktivnog svitka je smanjena, što rezultira velikim brojem visokofrekventnih signala smetnji koji prolaze kroz induktivnu zavojnicu i šire se prema van duž AC strujne linije ili DC izlazne linije. Kako se frekvencija signala smetnje u filterskom kondenzatoru povećava, efekat induktivnosti elektrode dovodi do kontinuiranog smanjenja kapacitivnosti i efekta filtriranja, pa čak i do promjene parametara kondenzatora, što je također razlog za elektromagnetne smetnje.
