Güç Kaynaklarının Değiştirilmesinden Kaynaklanan Elektromanyetik Uyumluluk Sorunlarının Nedenleri
Yüksek gerilim ve yüksek akım anahtarlama durumlarında çalışan 24V anahtarlamalı güç kaynaklarının neden olduğu elektromanyetik uyumluluk sorunlarının nedenleri oldukça karmaşıktır. Tüm makinenin elektromanyetik uyumluluğu açısından, temel olarak birkaç tür vardır: ortak empedans kuplajı, hattan hatta kuplaj, elektrik alan kuplajı, manyetik alan kuplajı ve elektromanyetik dalga kuplajı. Elektromanyetik uyumluluğun ürettiği üç unsur şunlardır: bozulma kaynağı, yayılma yolu ve bozulan nesne. Ortak empedans kuplajı esas olarak, bozulma sinyalinin bozulan nesneye girdiği elektrik alanındaki bozulma kaynağı ile bozulan nesne arasındaki ortak empedanstır. Hatlar arası bağlantı temel olarak paralel kablolama nedeniyle bozulma gerilimi ve bozulma akımı üreten kablolar veya PCB hatları arasındaki karşılıklı bağlantıyı ifade eder.
Elektrik alanı eşleşmesi temel olarak, bozulan cisimle indüklenen elektrik alanı eşleşmesini oluşturan potansiyel farkın varlığından kaynaklanmaktadır. Manyetik alan bağlantısı temel olarak, yüksek akım darbeli güç hatlarının yakınında oluşturulan düşük-frekanslı manyetik alanların bozulan nesnelere bağlanması anlamına gelir. Elektromanyetik alan eşleşmesi temel olarak, uzayda dışarıya doğru yayılan ve karşılık gelen bozulmuş cisimle birleşen, titreşimli voltaj veya akım tarafından üretilen yüksek-frekanslı elektromanyetik dalgalardan kaynaklanır. Aslında her birleştirme yöntemi kesin olarak birbirinden ayrılamaz, yalnızca vurgu farklıdır.
24V anahtarlamalı bir güç kaynağında, ana güç anahtarlama transistörü, yüksek voltajlarda yüksek-frekans anahtarlama modunda çalışır. Anahtarlama voltajı ve akımı kare dalgalara yakındır. Spektral analizden kare dalga sinyalinin zengin yüksek-düzey harmonikler içerdiği ve bu harmoniklerin spektrumunun kare dalganın frekansının 1000 katından fazlasına ulaşabileceği bilinmektedir. Aynı zamanda, güç transformatörünün kaçak endüktansı ve dağıtılmış kapasitansının yanı sıra ana güç anahtarlama cihazlarının ideal olmayan çalışma durumu nedeniyle, yüksek frekanslarda açma veya kapatma sırasında sıklıkla yüksek-frekans ve yüksek-voltaj tepe harmonik salınımları üretilir. Bu harmonik salınımlar tarafından üretilen yüksek{10}}düzey harmonikler, anahtarlama tüpü ile ısı emici arasındaki dağıtılmış kapasitans yoluyla dahili devreye iletilir veya ısı emici ve transformatör aracılığıyla uzaya yayılır.
Doğrultma ve serbest dönen diyotlar için kullanıldığından, aynı zamanda yüksek-frekans bozulmasının da önemli bir nedenidir. Doğrultucu ve serbest dönen diyotların yüksek-frekans anahtarlama durumunda çalışması nedeniyle, diyot uçlarının parazitik endüktansı ve bağlantı kapasitansı ve ayrıca ters toparlanma akımının etkisi, bunların yüksek voltaj ve akım değişim oranlarında çalışmasına ve yüksek-frekans salınımları üretmesine neden olur. Doğrultucu ve serbest dönen diyotların güç çıkış hattına yakınlığı nedeniyle, bunların oluşturduğu yüksek-frekans bozuklukları DC çıkış hattı üzerinden kolaylıkla iletilir.
24V anahtarlamalı güç kaynaklarının güç faktörünü iyileştirmek için aktif güç faktörlü pozitif devreler kullanılmaktadır. Aynı zamanda devrenin verimliliğini ve güvenilirliğini artırmak ve güç cihazlarının elektriksel stresini azaltmak amacıyla çok sayıda yumuşak anahtarlama teknolojisi benimsenmiştir. Sıfır voltaj, sıfır akım veya sıfır akım anahtarlama teknolojisi yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu teknoloji, anahtarlama cihazlarının oluşturduğu elektromanyetik bozulmayı büyük ölçüde azaltır. Bununla birlikte, yumuşak anahtarlamalı kayıpsız absorpsiyon devreleri, enerji aktarımı için çoğunlukla L ve C'yi kullanır ve tek yönlü enerji dönüşümü elde etmek için diyotların tek yönlü iletkenliğini kullanır. Bu nedenle, bu rezonans devresindeki diyotlar, elektromanyetik bozulmanın önemli bir kaynağı haline gelir.
