Problémy s elektromagnetickou kompatibilitou spínaných zdrojov napájania
Pretože komunikačné spínané zdroje pracujú v spínacom stave vysokého napätia a veľkého prúdu, problémy s elektromagnetickou kompatibilitou, ktoré to spôsobuje, sú pomerne zložité. Z hľadiska elektromagnetickej kompatibility celého stroja ide najmä o bežné impedančné spojenie, spojenie medzi linkami, spojenie elektrického poľa, spojenie magnetického poľa a spojenie elektromagnetických vĺn. Tri prvky elektromagnetickej kompatibility sú: zdroj rušenia, dráha šírenia a rušený objekt. Spoločná impedančná väzba hlavne znamená, že zdroj rušenia a rušený objekt majú spoločnú elektrickú impedanciu a cez túto impedanciu vstupuje rušivý signál do rušeného objektu. Linková väzba je hlavne vzájomná väzba vodičov alebo liniek PCB, ktoré generujú rušivé napätia a rušivé prúdy v dôsledku paralelného zapojenia. Väzba elektrického poľa je spôsobená hlavne existenciou rozdielu potenciálov a väzbou indukovaného elektrického poľa na rušený objekt. Väzba magnetického poľa je hlavne spojenie nízkofrekvenčných magnetických polí generovaných v blízkosti vysokoprúdových impulzných elektrických vedení s interferenčnými objektmi. Väzba elektromagnetických vĺn je spôsobená hlavne vysokofrekvenčnými elektromagnetickými vlnami generovanými pulzujúcim napätím alebo prúdom, ktoré vyžarujú von cez priestor a spôsobujú väzbu na príslušné narušené telo. V skutočnosti nemožno každú metódu spájania striktne rozlíšiť, no zameranie je iné.
V spínanom zdroji pracuje hlavný vypínač vo vysokofrekvenčnom spínacom režime pri veľmi vysokom napätí. Spínacie napätie a spínací prúd sú štvorcové. Spektrum vyšších harmonických obsiahnutých v štvorcovej vlne môže dosiahnuť frekvenciu štvorcových vĺn. viac ako 1,000-krát. Zároveň v dôsledku zvodovej indukčnosti a rozloženej kapacity výkonového transformátora, ako aj neideálneho pracovného stavu hlavného výkonového spínacieho zariadenia často dochádza k vysokofrekvenčným a vysokonapäťovým špičkovým harmonickým osciláciám pri zapínaní resp. vypnuté pri vysokých frekvenciách. Toto harmonické kmitanie generuje vysoké rády Harmonické sú zavedené do vnútorného obvodu cez rozloženú kapacitu medzi spínacou trubicou a žiaričom alebo vyžarované do priestoru cez žiarič a transformátor. Dôležitou príčinou vysokofrekvenčného rušenia sú aj spínacie diódy používané na usmernenie a voľnobeh. Pretože usmerňovacie a voľnobežné diódy pracujú vo vysokofrekvenčnom spínacom stave, v dôsledku existencie parazitnej indukčnosti zvodu diódy, kapacity prechodu a vplyvu spätného zotavovacieho prúdu, pracujú pri veľmi vysokej rýchlosti zmeny napätia a prúdu, čo má za následok vo vysokofrekvenčnom kmitaní. Pretože usmerňovacie a voľnobežné diódy sú vo všeobecnosti blízko výstupného vedenia, vysokofrekvenčné rušenie, ktoré vytvárajú, sa s najväčšou pravdepodobnosťou prenáša cez výstupné vedenie jednosmerného prúdu.
Aby sa zlepšil účinník, komunikačné spínané napájacie zdroje využívajú aktívne obvody korekcie účinníka. Súčasne s cieľom zlepšiť účinnosť a spoľahlivosť obvodov a znížiť elektrické namáhanie energetických zariadení sa široko používa technológia mäkkého spínania. Spomedzi nich je najpoužívanejšia technológia prepínania nulového napätia, nulového prúdu alebo nulového napätia s nulovým prúdom. Táto technológia výrazne znižuje elektromagnetické rušenie generované spínacími zariadeniami. Bezstratové absorpčné obvody s mäkkým spínaním však väčšinou využívajú l a c na prenos energie a využívajú jednosmerné vodivé vlastnosti diód na dosiahnutie jednosmernej premeny energie. Preto sa diódy v rezonančnom obvode stali hlavným zdrojom elektromagnetického rušenia.
V komunikačných spínaných napájacích zdrojoch sa induktory a kondenzátory na ukladanie energie vo všeobecnosti používajú na vytvorenie filtračných obvodov l a c na filtrovanie interferenčných signálov v diferenciálnom režime a v bežnom režime a na konverziu striedavých štvorcových signálov na hladké jednosmerné signály. V dôsledku rozloženej kapacity cievky induktora je znížená vlastná rezonančná frekvencia cievky induktora, čo spôsobuje, že cez cievku induktora prechádza veľké množstvo vysokofrekvenčných interferenčných signálov a šíria sa smerom von pozdĺž striedavého elektrického vedenia alebo výstupného vedenia jednosmerného prúdu. . Keď sa frekvencia rušivého signálu zvyšuje, kapacita a filtračný účinok filtračného kondenzátora sa naďalej znižujú v dôsledku vplyvu indukčnosti vedenia. Kým sa nedostane nad rezonančnú frekvenciu, úplne stráca svoju funkciu kondenzátora a stáva sa indukčným. Nesprávne použitie filtračných kondenzátorov a príliš dlhé vedenia sú tiež príčinou elektromagnetického rušenia.
