Wprowadzenie do kompatybilności elektromagnetycznej zasilaczy przełączania
Przyczyny problemów kompatybilności elektromagnetycznej spowodowanych przełączaniem zasilaczy działających w stanach przełączania wysokiego napięcia i wysokiego prądu są dość złożone. Jeśli chodzi o właściwości elektromagnetyczne całej maszyny, istnieje głównie kilka rodzajów: powszechne sprzężenie impedancji, sprzężenie linii do linii, sprzężenie pola elektrycznego, sprzężenie pola magnetycznego i sprzężenie fali elektromagnetycznej. Wspólne sprzężenie impedancji odnosi się głównie do wspólnej impedancji między źródłem zaburzeń a obiektem zaburzeń w polu elektrycznym, przez które sygnał zaburzeń wchodzi do obiektu zaburzeń. Sprzężenie między linią odnosi się głównie do wzajemnego sprzężenia między przewodami lub liniami PCB, które generują napięcie zakłóceń i prąd z powodu równoległego okablowania. Sprzężenie pola elektrycznego wynika głównie z istnienia różnicy potencjałów, która wytwarza indukowane sprzężenie pola elektrycznego na zakłóconym korpusie. Sprzężenie pola magnetycznego odnosi się głównie do sprzężenia pól magnetycznych o niskiej częstotliwości wytwarzanych w pobliżu linii energii impulsowej o wysokim prądu z zaburzonymi obiektami. Łączenie pola elektromagnetycznego jest spowodowane głównie falami elektromagnetycznymi o wysokiej częstotliwości wytwarzanych przez pulsowanie napięcia lub prądu promieniującego na zewnątrz, co powoduje sprzężenie z odpowiednim zakłóconym korpusem. W rzeczywistości każdej metody sprzęgania nie można ściśle odróżnić, tylko nacisk jest inny.
W zasilaczu przełączania główny tranzystor przełączania zasilania działa w trybie przełączania o wysokiej częstotliwości przy wysokich napięciach, a napięcie przełączające i prąd są zbliżone do fal kwadratowych. Z analizy spektralnej wiadomo, że sygnał fali kwadratowej zawiera bogate harmoniczne wysokiego rzędu. Widmo tej harmonicznej wysokiego rzędu może osiągnąć ponad 1000 razy większą częstotliwość fali kwadratowej. Jednocześnie, ze względu na indukcyjność wycieku i rozproszoną pojemność transformatorów mocy, a także nie idealny stan roboczy głównych urządzeń przełączających energię, wysokie i wysokie napięcie harmoniczne są często generowane podczas włączania lub wyłączania przy wysokich częstotliwościach. Harmoniczne wysokiego rzędu generowane przez oscylację harmoniczne są przenoszone do obwodu wewnętrznego przez rozłożoną pojemność między rurką przełączającą a radiatorem lub promieniowane w przestrzeni przez radiator i transformator. Diody przełączające stosowane do rektyfikacji i swobodnego kół są również ważną przyczyną zakłóceń o wysokiej częstotliwości. Ze względu na działanie prostownika i diod swobodnego w stanie przełączania o wysokiej częstotliwości, pasożytowa pojemność indukcyjna i połączenia prowadzi diody, a także wpływ prądu odwrotnego odzyskiwania, powodują, że działają one przy wysokim napięciu i prądu szybkości zmian oraz generują oscylacje o dużej częstotliwości. Prostownicy i diody swobodne znajdują się na ogół w pobliżu linii mocy wyjściowej, a generowane przez nich zakłócenia o wysokiej częstotliwości będą najprawdopodobniej przesyłane przez linię wyjściową DC. Zasilacze przełączające wykorzystują obwody korekcji współczynnika zasilania aktywnego, aby poprawić współczynnik mocy. Tymczasem w celu poprawy wydajności i niezawodności obwodu oraz zmniejszenia naprężenia elektrycznego na urządzeniach zasilania przyjęto dużą liczbę technologii przełączania miękkiego. Wśród nich najczęściej stosuje się napięcie zerowe, prąd zerowy lub zero napięcia/zerowego przełączania prądu. Ta technologia znacznie zmniejsza zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez urządzenia przełączające. Jednak większość obwodów absorpcyjnych bezstratnych miękkich przełączników wykorzystuje L i C do przenoszenia energii i wykorzystuje jednokierunkową przewodność diod, aby osiągnąć jednokierunkową konwersję energii. Dlatego diody w tym obwodzie rezonansowym stają się głównym źródłem interferencji elektromagnetycznej.
Zasilacze przełączające zwykle wykorzystują induktory i kondensatory magazynowania energii do utworzenia obwodów filtrowania L i C do filtrowania sygnałów interferencyjnych różnicowych i wspólnych. Ze względu na rozproszoną pojemność cewki indukcyjnej samorozonosowa częstotliwość cewki indukcyjnej zmniejsza się, co powoduje dużą ilość sygnałów interferencyjnych o wysokiej częstotliwości przechodzącej przez cewkę indukcyjną i propagującą się na zewnątrz linii mocy lub linii wyjściowej DC. Wraz ze wzrostem częstotliwości sygnału interferencyjnego wpływ indukcyjności ołowiu na kondensator filtrujący prowadzi do ciągłego zmniejszenia efektu pojemności i filtrowania, a nawet zmian parametrów kondensatora, który jest również przyczyną interferencji elektromagnetycznej.
