Elektromagnetická kompatibilita napájacieho zdroja
Dôvody problémov s elektromagnetickou kompatibilitou spôsobených spínanými zdrojmi sú pomerne komplikované, pretože pracujú v podmienkach spínania vysokého napätia a vysokého prúdu. Z hľadiska elektromagnetických vlastností celého stroja ide najmä o bežné impedančné spojenie, spojenie medzi linkami, spojenie elektrického poľa, spojenie magnetického poľa a spojenie elektromagnetických vĺn. Spoločná impedančná väzba je hlavne elektrická spoločná impedancia medzi zdrojom rušenia a rušeným telesom, cez ktorú vstupuje rušivý signál do rušeného telesa. Linková väzba je hlavne vzájomná väzba vodičov alebo liniek PCB, ktoré generujú rušivé napätie a prúd v dôsledku paralelného zapojenia. Väzba elektrického poľa je spôsobená hlavne existenciou rozdielu potenciálov, ktorý generuje poľovú väzbu indukovaného elektrického poľa k narušenému telu. Väzba magnetického poľa sa týka hlavne spojenia nízkofrekvenčného magnetického poľa generovaného v blízkosti vysokoprúdového impulzného elektrického vedenia s rušivým objektom. Väzba elektromagnetického poľa je spôsobená hlavne vysokofrekvenčnými elektromagnetickými vlnami generovanými pulzujúcim napätím alebo prúdom vyžarujúcim von cez priestor a spájaním so zodpovedajúcim narušeným telom. V skutočnosti nemožno každú metódu spájania striktne rozlíšiť, ale dôraz je iný.
V spínanom zdroji pracuje hlavná výkonová spínacia trubica vo vysokofrekvenčnom spínacom režime pri veľmi vysokom napätí. Spínacie napätie a spínací prúd sú blízke štvorcovým vlnám. Zo spektrálnej analýzy vyplýva, že signál so štvorcovými vlnami obsahuje bohaté harmonické tóny vysokého rádu. Frekvenčné spektrum vyšších harmonických môže dosiahnuť viac ako 1000-násobok frekvencie štvorcových vĺn. Súčasne v dôsledku zvodovej indukčnosti a rozloženej kapacity výkonového transformátora a neideálneho pracovného stavu hlavného výkonového spínacieho zariadenia sa pri zapnutí alebo vypnutí vysokej frekvencie často vytvárajú vysokofrekvenčné a vysokonapäťové špičkové harmonické oscilácie. . Vyššie harmonické generované harmonickým kmitom sú prenášané do vnútorného obvodu cez rozloženú kapacitu medzi spínacou trubicou a žiaričom alebo vyžarované do priestoru cez žiarič a transformátor. Spínacie diódy používané na usmernenie a voľnobeh sú tiež dôležitou príčinou vysokofrekvenčných porúch. Pretože usmerňovacie a voľnobežné diódy pracujú vo vysokofrekvenčnom spínacom stave, existencia parazitnej indukčnosti vývodu diódy, existencia prechodovej kapacity a vplyv spätného zotavovacieho prúdu spôsobujú, že dióda pracuje pri veľmi vysokom napätí a rýchlosť zmeny prúdu a vytvárajú vysokofrekvenčné oscilácie. Usmerňovacie a voľnobežné diódy sú vo všeobecnosti bližšie k výstupnému vedeniu napájacieho zdroja a nimi generované vysokofrekvenčné poruchy sa s najväčšou pravdepodobnosťou prenášajú cez výstupné vedenie jednosmerného prúdu. Aby sa zlepšil účinník, spínaný zdroj využíva aktívny obvod korekcie účinníka. Zároveň sa na zlepšenie účinnosti a spoľahlivosti obvodu a zníženie elektrického namáhania výkonového zariadenia používa veľké množstvo technológií mäkkého spínania. Spomedzi nich je najpoužívanejšia technológia prepínania nulového napätia, nulového prúdu alebo nulového napätia/nulového prúdu. Táto technológia výrazne znižuje elektromagnetické rušenie generované spínacími zariadeniami. Väčšina nedeštruktívnych absorpčných obvodov s mäkkým prepínaním však používa L a C na prenos energie a na realizáciu jednosmernej premeny energie využíva jednosmernú vodivosť diód. Preto sa diódy v rezonančnom obvode stávajú hlavným zdrojom elektromagnetického rušenia.
Spínané napájacie zdroje vo všeobecnosti používajú induktory a kondenzátory na akumuláciu energie na vytvorenie L a C filtračných obvodov na filtrovanie diferenciálnych a spoločných rušivých signálov. Vďaka rozloženej kapacite indukčnej cievky sa zníži vlastná rezonančná frekvencia indukčnej cievky, takže veľké množstvo vysokofrekvenčných rušivých signálov prechádza cez indukčnú cievku a šíri sa smerom von pozdĺž striedavého elektrického vedenia alebo výstupu jednosmerného prúdu. riadok. So zvyšujúcou sa frekvenciou rušivého signálu vedie vplyv zvodovej indukčnosti filtračného kondenzátora k trvalému poklesu kapacity a filtračného účinku a dokonca vedie k zmenám parametrov kondenzátora, čo je tiež príčinou elektromagnetického rušenia.
