Güç kaynağının elektromanyetik uyumluluğu
Anahtarlamalı güç kaynaklarının neden olduğu elektromanyetik uyumluluk sorunlarının nedenleri oldukça karmaşıktır çünkü bunlar yüksek voltaj ve yüksek akım anahtarlama koşullarında çalışırlar. Tüm makinenin elektromanyetik özellikleri açısından, esas olarak ortak empedans kuplajı, hatlar arası kuplaj, elektrik alan kuplajı, manyetik alan kuplajı ve elektromanyetik dalga kuplajı vardır. Ortak empedans kuplajı, temel olarak, bozulma kaynağı ile bozulan gövde arasındaki elektriksel ortak empedanstır ve bozulma sinyalinin bozulan gövdeye içinden girer. Hattan hatta kuplaj, paralel kablolama nedeniyle parazit voltajı ve akımı oluşturan tellerin veya PCB hatlarının karşılıklı kuplajıdır. Elektrik alan kuplajı, esas olarak, indüklenen elektrik alanın bozulmuş cisimle alan kuplajını oluşturan potansiyel farkın varlığından kaynaklanmaktadır. Manyetik alan kuplajı, esas olarak, yüksek akım darbeli güç hattının yakınında üretilen düşük frekanslı manyetik alanın rahatsız edici nesneye bağlanması anlamına gelir. Elektromanyetik alan kuplajı, temel olarak, uzayda dışarıya doğru yayılan atımlı voltaj veya akım tarafından üretilen yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalardan ve karşılık gelen bozulmuş gövdeye kuplajdan kaynaklanır. Aslında, her bir birleştirme yöntemi kesin olarak ayırt edilemez, ancak vurgu farklıdır.
Anahtarlamalı güç kaynağında, ana güç anahtarlama tüpü çok yüksek voltajda yüksek frekanslı anahtarlama modunda çalışır. Anahtarlama gerilimi ve anahtarlama akımı kare dalgalara yakındır. Spektrum analizinden, kare dalga sinyali zengin yüksek dereceli harmonikler içerir. Daha yüksek harmoniğin frekans spektrumu, kare dalga frekansının 1000 katından fazlasına ulaşabilir. Aynı zamanda, güç trafosunun kaçak endüktansı ve dağıtılmış kapasitansı ve ana güç anahtarlama cihazının ideal olmayan çalışma durumu nedeniyle, yüksek frekans açıldığında veya kapatıldığında genellikle yüksek frekans ve yüksek voltaj tepe harmonik salınımları üretilir. . Harmonik salınımın ürettiği daha yüksek harmonikler, anahtar tüpü ile radyatör arasındaki dağıtılmış kapasitans yoluyla iç devreye iletilir veya radyatör ve transformatör aracılığıyla boşluğa yayılır. Doğrultma ve serbest dönüş için kullanılan anahtarlama diyotları da yüksek frekanslı bozulmaların önemli bir nedenidir. Doğrultma ve serbest dönme diyotları yüksek frekanslı anahtarlama durumunda çalıştığından, diyotun ucundaki parazitik endüktansın varlığı, bağlantı kapasitansının varlığı ve ters toparlanma akımının etkisi, diyotun çok yüksek bir voltajda çalışmasına neden olur ve mevcut değişim oranı ve yüksek frekanslı salınımlar üretir. Doğrultma ve serbest dönme diyotları genellikle güç kaynağının çıkış hattına daha yakındır ve bunlar tarafından üretilen yüksek frekanslı bozulmaların büyük olasılıkla DC çıkış hattı üzerinden iletilmesi muhtemeldir. Güç faktörünü iyileştirmek için, anahtarlamalı güç kaynağı, aktif bir güç faktörü düzeltme devresini benimser. Aynı zamanda, devrenin verimliliğini ve güvenilirliğini artırmak ve güç cihazının elektriksel stresini azaltmak için çok sayıda yumuşak anahtarlama teknolojisi kullanılmaktadır. Bunlar arasında sıfır gerilim, sıfır akım veya sıfır gerilim/sıfır akım anahtarlama teknolojisi en yaygın kullanılanıdır. Bu teknoloji, anahtarlama cihazları tarafından üretilen elektromanyetik bozulmayı büyük ölçüde azaltır. Bununla birlikte, yumuşak anahtarlamalı tahribatsız absorpsiyon devrelerinin çoğu, enerji transferi için L ve C'yi kullanır ve tek yönlü enerji dönüşümünü gerçekleştirmek için diyotların tek yönlü iletkenliğini kullanır. Bu nedenle, rezonans devresindeki diyotlar, elektromanyetik bozulmanın ana kaynağı haline gelir.
Anahtarlamalı güç kaynakları, diferansiyel ve ortak mod bozulma sinyallerini filtrelemek için L ve C filtre devrelerini oluşturmak için genellikle enerji depolama indüktörleri ve kapasitörler kullanır. Endüktans bobininin dağıtılmış kapasitansı nedeniyle, endüktans bobininin kendi kendine rezonans frekansı azalır, böylece çok sayıda yüksek frekanslı bozulma sinyali endüktans bobininden geçer ve AC güç hattı veya DC çıkışı boyunca dışarı doğru yayılır. astar. Bozulma sinyalinin frekansı arttıkça, filtre kondansatörünün kurşun endüktansının etkisi, kapasitansta ve filtreleme etkisinde sürekli bir düşüşe ve hatta kondansatör parametrelerinde değişikliklere neden olur ki bu da elektromanyetik bozulmanın bir nedenidir.
