Analiza uzroka elektromagnetskih smetnji u opskrbi električnom energijom
Preklopna napajanja mogu se podijeliti na puni most, polumost, push-pull i druge vrste prema vrsti glavnog strujnog kruga. Međutim, bez obzira na vrstu sklopnog napajanja, tijekom rada proizvodi jaku buku. Oni provode prema van kroz električne vodove na zajednički ili diferencijalni način, dok također zrače u okolni prostor. Prekidački izvori napajanja također su osjetljivi na vanjsku buku koju stvara električna mreža i prenose je na druge elektroničke uređaje koji stvaraju smetnje.
Nakon što se izmjenična struja unese u prekidački izvor napajanja, mosni ispravljač V1-V4 organizira se u istosmjerni napon Vi i primjenjuje na primarni L1 i sklopku V5 visokofrekventnog transformatora. Osnovni ulaz sklopne cijevi V5 je visokofrekventni pravokutni val u rasponu od desetaka do stotina kHz, a njegova frekvencija ponavljanja i radni ciklus određeni su zahtjevima izlaznog istosmjernog napona VO. Pulsna struja pojačana sklopnom cijevi spojena je na sekundarni krug pomoću visokofrekventnog transformatora. Omjer prvog zavoja visokofrekventnog transformatora također je određen zahtjevima izlaznog istosmjernog napona VO. Visokofrekventna pulsna struja ispravlja se diodom V6 i filtrira pomoću C2 da bi se formirao istosmjerni izlazni napon VO. Stoga će sklopno napajanje stvarati buku i stvarati elektromagnetske smetnje u sljedećim aspektima.
(1) Visokofrekventna sklopna strujna petlja sastavljena od primara L1 visokofrekventnog transformatora, sklopne cijevi V5 i filterskog kondenzatora C1 može generirati značajno prostorno zračenje. Ako kondenzatorsko filtriranje nije dovoljno, visokofrekventna struja će se također prenijeti na ulaz AC napajanja na način diferencijalnog načina rada.
(2) Sekundar L2 visokofrekventnog transformatora, ispravljačka dioda V6 i filterski kondenzator C2 također tvore visokofrekventnu sklopnu strujnu petlju, koja stvara prostorno zračenje. Ako filtriranje kondenzatora nije dovoljno, visokofrekventna struja će se pomiješati s izlaznim istosmjernim naponom u diferencijalnom načinu rada i odvesti prema van.
(3) Postoji raspodijeljeni kondenzator Cd između primara i sekundara visokofrekventnog transformatora, a visokofrekventni napon primara izravno je povezan sa sekundarom kroz te raspodijeljene kondenzatore, generirajući šum uobičajenog načina rada u istoj fazi na dva izlazna istosmjerna strujna voda sekundara. Ako je impedancija dviju žica prema masi neuravnotežena, također će se transformirati u šum diferencijalnog načina rada.
(4) Izlazna ispravljačka dioda V6 će generirati povratnu udarnu struju. Kada dioda vodi u smjeru prema naprijed, naboj se nakuplja unutar PN spoja. Kada dioda primijeni obrnuti napon, akumulirani naboj nestaje i generira se obrnuta struja. Budući da sklopnu struju treba ispraviti dioda, vrijeme za prijelaz diode iz vodljivosti u stanje prekida je vrlo kratko, au kratkom vremenskom razdoblju, naboj za pohranjivanje treba nestati, što rezultira valom povratne struje. Zbog raspodijeljenog induktiviteta, kapacitivnosti i prenapona u istosmjernoj izlaznoj liniji, uzrokovane su visokofrekventne oscilacije prigušenja, što je vrsta šuma diferencijalnog načina rada.
(5) Opterećenje razvodne cijevi V5 je primarni svitak L1 visokofrekventnog transformatora, koji je induktivni teret. Stoga, kada je prekidač uključen ili isključen, doći će do visokog vršnog napona na oba kraja cijevi, a ovaj šum će se prenijeti na ulazne i izlazne terminale.
(6) Postoji raspodijeljeni kapacitet CI između kolektora sklopne cijevi V5 i hladnjaka K, tako da će visokofrekventna sklopna struja teći kroz CI do hladnjaka K, zatim do uzemljenja kućišta i na kraju do zaštitnog uzemljenja. PE žica izmjeničnog napojnog voda spojena na uzemljenje kućišta, stvarajući tako zajedničko zračenje. Električni vodovi L i N imaju određenu impedanciju prema PE, a ako je impedancija neuravnotežena, šum uobičajenog načina rada također se može transformirati u šum diferencijalnog načina rada.
