Príčiny harmonického generovania v spínaných zdrojoch napájania
V moderných elektronických zariadeniach je spínaný zdroj široko používanou formou napájacieho zdroja, ktorý sa vyznačuje malými rozmermi a vysokou účinnosťou. Spínané zdroje však môžu generovať aj harmonické, ktoré do určitej miery ovplyvňujú kvalitu napájacieho zdroja a stabilitu elektrickej siete a dokonca predstavujú hrozbu pre obvody a zariadenia. Preto je nevyhnutné vyriešiť harmonický problém spínaného napájania.
Harmonické sa týkajú elektrického tvaru vlny s vyššou frekvenciou ako základná vlna, zvyčajne pochádzajúcej z faktorov, ako sú nelineárne zaťaženie, nesínusové napätie a elektromagnetické rušenie. Princíp činnosti spínaného zdroja určuje jeho náchylnosť na vytváranie harmonických.
1. Skratový efekt obvodu filtrovania kondenzátora
Pri spínaných napájacích zdrojoch hrá obvod filtrovania kondenzátora hlavnú úlohu pri znižovaní pulzujúceho napätia na výstupe, ale pri vysokofrekvenčných podmienkach sú kondenzátory tiež typom skratu. Skrat môže spôsobiť, že do napájacieho zdroja budú prúdiť harmonické prúdy, ktoré spôsobia oscilácie vo vodiči a spôsobia hluk a tepelné účinky.
2. Rezonančný efekt indukčného filtračného obvodu
V spínaných zdrojoch sa indukčný filtračný obvod používa hlavne na zabránenie vysokofrekvenčným výkyvom na výstupe napájacieho zdroja. Keď je zaťažovací prúd veľmi nízky, indukčnosť je v rezonančnom stave, ktorý generuje vysokofrekvenčné harmonické prúdy. Generovaný vysokofrekvenčný harmonický prúd spôsobí rezonanciu vo výkonovom kondenzátore a indukčnosti vedenia, čo spôsobí vysokofrekvenčné oscilácie, keď prúd preteká.
3. Rezonančný efekt indukčného spätnoväzbového obvodu
Rezonančný spätnoväzbový obvod je dôležitou výkonnostnou charakteristikou spínaného napájacieho zdroja, ktorý nepretržite monitoruje záťaž a podmienky napájania prostredníctvom spätnoväzbového regulátora, aby sa včas upravil výstupný výkon a zlepšila sa účinnosť celého obvodu. Spätnoväzbový obvod indukčnosti však znižuje výstupné napätie napájacieho zdroja cez rezonančný obvod, čím sa zvyšuje tvorba harmonických prúdov.
4. Vplyv pracovnej frekvencie
Čím vyššia je pracovná frekvencia spínaného zdroja, tým vyššie sú harmonické a tým sú generované harmonické prúdy hojnejšie. A vysokofrekvenčný prúd vygeneruje na cievke pomerne veľké elektromagnetické vlny, čo povedie aj k javu vzájomného ovplyvňovania samotného elektrospotrebiča a elektromagnetických vĺn naplnených vzduchom.
