Úvod do elektromagnetickej kompatibility prepínania napájacích zdrojov
Dôvody problémov s elektromagnetickou kompatibilitou spôsobené prepínaním zdrojov napájania pracujúcich vo vysokom napätí a stavoch prepínania vysokého prúdu sú dosť zložité. Pokiaľ ide o elektromagnetické vlastnosti celého stroja, existuje hlavne niekoľko typov: spoločná väzba impedancie, spojka na linku na čiaru, spojenie elektrického poľa, spojenie magnetického poľa a spojenie elektromagnetických vĺn. Bežné spojenie impedancie sa týka hlavne spoločnej impedancie medzi zdrojom narušenia a predmetom narušenia v elektrickom poli, prostredníctvom ktorého narušujúci signál vstupuje do objektu narušenia. Spojenie medzi čiarami sa vzťahuje hlavne na vzájomné spojenie medzi vodičmi alebo riadkami PCB, ktoré generujú interferenčné napätie a prúd v dôsledku paralelného zapojenia. Spojenie elektrického poľa je spôsobené hlavne existenciou potenciálneho rozdielu, ktorý vytvára indukované spojenie elektrického poľa na narušenom tele. Magnetické spojenie poľa sa vzťahuje hlavne na spojenie nízkofrekvenčných magnetických polí generovaných takmer vysoký prúdový impulzový napájací vedenia na narušené objekty. Elektromagnetické spojenie poľa je spôsobené hlavne vysokofrekvenčnými elektromagnetickými vlnami generovanými pulzujúcim napätím alebo prúdom vyžarujúcim von cez priestor, čo vedie k spojeniu so zodpovedajúcim narušeným telom. V skutočnosti sa každá metóda spojenia nemožno striktne rozlíšiť, iba dôraz je iný.
V prepínaní napájania pracuje hlavný tranzistor prepínania napájania vo vysokofrekvenčnom režime prepínania pri vysokom napätí a prepínanie a prúd sú blízko k štvorcovým vlnám. Z spektrálnej analýzy je známe, že signál štvorcových vĺn obsahuje bohaté harmonické harmoniky vysokého poriadku. Spektrum tejto harmonickej harmonickej vysokej objednávky môže dosiahnuť viac ako 1000-násobok frekvencie štvorcovej vlny. Súčasne sa v dôsledku indukčnosti úniku a distribuovanej kapacity výkonových transformátorov, ako aj ne ideálnym pracovným stavom hlavných zariadení na prepínanie energie, sa pri zapnutí alebo vypnutí pri vysokých frekvenciách často generujú vysokofrekvenčné a vysoko napäté maximálne harmonické oscilácie. Harmonické harmoniky generované harmonickým osciláciou sa prenášajú do vnútorného obvodu cez distribuovanú kapacitu medzi prepínajúcou trubicou a chladičom alebo vyžarujú do priestoru cez chladič a transformátor. Prepínacie diódy používané na opravu a voľné napätie sú tiež dôležitou príčinou vysokofrekvenčných porúch. V dôsledku prevádzky usmerňovačov a voľných diód vo vysokofrekvenčnom prepínaní, parazitická indukčnosť a spojovacia kapacita diódy vedie diódy, ako aj vplyv reverzného regeneračného prúdu, spôsobujú, že budú pracovať pri vysokom napätí a rýchlostiach zmeny prúdu a generovať vysokofrekvenčné kmity. Usmerňovače a voľné diódy sa zvyčajne nachádzajú blízko výstupnej čiary a vysoké frekvenčné poruchy, ktoré generujú, sa s najväčšou pravdepodobnosťou prenášajú cez výstupnú čiaru DC. Prepínacie napájacie zdroje využívajú obvody korekcie aktívneho výkonového faktora na zlepšenie faktora výkonu. Medzitým s cieľom zlepšiť účinnosť a spoľahlivosť obvodu a zníženie elektrického napätia na výkonových zariadeniach bolo prijatých veľké množstvo technológií mäkkého prepínania. Medzi nimi je najčastejšie používaná technológia nulového napätia, nulového prúdu alebo nulového napätia/nulového prúdu. Táto technológia výrazne znižuje elektromagnetické rušenie generované prepínaním zariadení. Väčšina mäkkých prepínačov bezstratových absorpčných obvodov však používa L a C na prenos energie a využíva jednosmernú vodivosť diód na dosiahnutie jednosmernej premeny energie. Preto sa diódy v tomto rezonančnom obvode stávajú hlavným zdrojom elektromagnetickej interferencie.
Prepínanie napájacích zdrojov vo všeobecnosti používajú induktory a kondenzátory ukladania energie na vytvorenie filtrovacích obvodov L a C na filtrovanie diferenciálnych a bežných interferenčných signálov. V dôsledku distribuovanej kapacity indukčnej cievky sa samostatná rezonančná frekvencia indukčnej cievky znižuje, čo vedie k veľkému množstvu vysokofrekvenčných interferenčných signálov prechádzajúcich cez induktorovú cievku a šírenie smerom von pozdĺž výstupného vedenia AC alebo DC. Keď sa frekvencia interferenčného signálu zvyšuje, účinok indukčnosti olova na filtračný kondenzátor vedie k kontinuálnemu zníženiu kapacitných a filtračných účinkov a dokonca k zmenám parametrov kondenzátora, čo je tiež príčinou elektromagnetickej interferencie.
