Elektromagnetska kompatibilnost sklopnih izvora napajanja
Razlozi za probleme s elektromagnetskom kompatibilnošću uzrokovani prekidačkim izvorima napajanja koji rade pod visokim naponom i visokim strujnim sklopnim uvjetima prilično su složeni. Što se tiče elektromagnetskih svojstava cijelog stroja, postoji uglavnom nekoliko vrsta: uobičajena sprega impedancije, veza između vodova, veza električnog polja, spojka magnetskog polja i veza elektromagnetskih valova. Spoj zajedničke impedancije uglavnom se odnosi na električnu zajedničku impedanciju između izvora smetnje i poremećenog objekta, kroz koju signal smetnje ulazi u poremećeni objekt. Veza između linija uglavnom se odnosi na međusobnu spregu između žica ili PCB žica koje stvaraju smetnju napona i struje zbog paralelnog ožičenja. Povezivanje električnog polja uglavnom je posljedica prisutnosti potencijalne razlike, koja stvara inducirano spajanje električnog polja na poremećenom tijelu. Sprezanje magnetskog polja uglavnom se odnosi na spajanje niskofrekventnih magnetskih polja generiranih u blizini visokostrujnih impulsnih dalekovoda s objektima koji izazivaju smetnje. Povezivanje elektromagnetskog polja uglavnom je posljedica visokofrekventnih elektromagnetskih valova generiranih pulsirajućim naponom ili strujom koja zrači prema van kroz prostor, što rezultira spajanjem s odgovarajućim poremećenim tijelom. Zapravo, svaka metoda spajanja ne može se strogo razlikovati, samo s različitim fokusima.
U prekidačkom napajanju, glavna sklopka radi u visokofrekventnom načinu rada pri visokom naponu, a sklopni napon i struja su blizu kvadratnih valova. Iz analize spektra poznato je da kvadratni valni signali sadrže bogate harmonike visokog reda. Spektar ovog harmonika višeg reda može doseći preko 1000 puta valne frekvencije. U isto vrijeme, zbog induktiviteta rasipanja i raspodijeljenog kapaciteta energetskog transformatora, kao i neidealnog radnog stanja uređaja glavne sklopke, često se stvaraju visokofrekventne i visokonaponske vršne harmonijske oscilacije prilikom uključivanja ili isključen na visokim frekvencijama. Harmonici visokog reda generirani ovim harmoničkim oscilacijama prenose se u unutarnji krug preko raspodijeljenog kapaciteta između razvodne cijevi i hladnjaka ili zrače u prostor kroz hladnjak i transformator. Preklopne diode koje se koriste za ispravljanje i nastavak također su važan uzrok visokofrekventnih smetnji. Zbog visokofrekventnog sklopnog stanja ispravljača i slobodnih dioda, prisutnost parazitnog induktiviteta i spojnog kapaciteta u izvodima diode, kao i utjecaj reverzne struje povrata, čine ih da rade pri visokim brzinama promjene napona i struje, i stvaraju visokofrekventne oscilacije. Ispravljačke i diode slobodnog hoda općenito su blizu izlazne linije napajanja, a visokofrekventne smetnje koje one generiraju najvjerojatnije će se prenositi kroz izlaznu liniju istosmjerne struje. Kako bi se poboljšao faktor snage, sklopni izvori napajanja usvajaju aktivne krugove za korekciju faktora snage. U isto vrijeme, kako bi se poboljšala učinkovitost i pouzdanost strujnog kruga i smanjio električni stres energetskih uređaja, usvojen je veliki broj tehnologija mekog prebacivanja. Među njima, nulti napon, nulta struja ili tehnologija sklopke nulti napon/nulta struja je najčešće korištena. Ova tehnologija uvelike smanjuje elektromagnetske smetnje koje stvaraju sklopni uređaji. Međutim, većina apsorpcijskih krugova s mekim prekidačem bez gubitaka koristi L i C za prijenos energije, koristeći jednosmjernu vodljivost dioda za postizanje jednosmjerne pretvorbe energije. Stoga diode u ovom rezonantnom krugu postaju glavni izvor elektromagnetskih smetnji.
Prekidački izvori napajanja općenito koriste induktore za pohranu energije i kondenzatore za formiranje L i C krugova za filtriranje, postižući filtriranje diferencijalnih i zajedničkih signala smetnji. Zbog raspodijeljenog kapaciteta induktivne zavojnice, vlastita rezonantna frekvencija induktivne zavojnice je smanjena, što rezultira velikim brojem visokofrekventnih signala smetnji koji prolaze kroz induktivnu zavojnicu i šire se prema van duž izmjenične struje ili istosmjerne izlazne linije. Povećanjem frekvencije signala smetnje u kondenzatoru filtera, učinak induktiviteta odvoda dovodi do kontinuiranog smanjenja kapacitivnosti i učinka filtriranja, pa čak i promjena parametara kondenzatora, što je također razlog za elektromagnetske smetnje.
