Anahtarlamalı Güç Kaynaklarında Harmonik Üretiminin Nedenleri
Modern elektronik ekipmanlarda anahtarlamalı güç kaynağı, küçük boyut ve yüksek verimlilik özelliklerine sahip, yaygın olarak kullanılan bir güç kaynağı şeklidir. Bununla birlikte, güç kaynaklarının değiştirilmesi, güç kaynağının kalitesini ve güç şebekesinin stabilitesini bir dereceye kadar etkileyen ve hatta devreler ve cihazlar için tehdit oluşturan harmonikler de üretebilir. Bu nedenle, güç kaynağının değiştirilmesindeki harmonik probleminin çözülmesi zorunludur.
Harmonikler, tipik olarak doğrusal olmayan yükler, sinüzoidal olmayan voltaj ve elektromanyetik girişim gibi faktörlerden kaynaklanan, temel dalgadan daha yüksek frekansa sahip bir elektrik dalga biçimini ifade eder. Anahtarlamalı bir güç kaynağının çalışma prensibi, onun harmonik üretime duyarlılığını belirler.
1. Kapasitör filtreleme devresinin kısa devre etkisi
Güç kaynaklarını değiştirirken, kapasitör filtreleme devresi esas olarak güç çıkışındaki titreşimli voltajı azaltmada rol oynar, ancak yüksek frekans koşullarında kapasitörler de bir tür kısa devredir. Kısa devreler, harmonik akımların güç kaynağına akmasına neden olarak iletkende salınımlara neden olarak gürültü ve termal etkilere neden olabilir.
2. Endüktans filtreleme devresinin rezonans etkisi
Güç kaynaklarını değiştirirken, endüktans filtreleme devresi esas olarak güç kaynağının çıkışındaki yüksek frekanslı dalgalanmaları önlemek için kullanılır. Yük akımı çok düşük olduğunda endüktans, yüksek frekanslı harmonik akımlar üretecek rezonans durumundadır. Üretilen yüksek frekanslı harmonik akım, güç kapasitöründe ve hat endüktansında rezonansa neden olacak ve akım geçtiğinde yüksek frekanslı salınımlara neden olacaktır.
3. Endüktans geri besleme devresinin rezonans etkisi
Rezonans geri besleme devresi, güç çıkışını zamanında ayarlamak ve tüm devrenin verimliliğini artırmak için bir geri besleme denetleyicisi aracılığıyla yük ve güç kaynağı koşullarını sürekli olarak izleyen anahtarlamalı güç kaynağının önemli bir performans özelliğidir. Bununla birlikte, endüktans geri besleme devresi, bir rezonans devresi aracılığıyla güç kaynağının çıkış voltajını azaltarak harmonik akımların oluşumunu artırır.
4. Çalışma sıklığının etkisi
Anahtarlamalı güç kaynağının çalışma frekansı ne kadar yüksek olursa, harmonikler de o kadar yüksek olur ve üretilen harmonik akımlar da o kadar fazla olur. Ve yüksek frekanslı akım, bobin üzerinde nispeten büyük elektromanyetik dalgalar üretecek ve bu da elektrikli cihazın kendisi ile havayla dolu elektromanyetik dalgalar arasında karşılıklı etki olgusuna yol açacaktır.
