Przyczyny problemów ze zgodnością elektromagnetyczną powodowanych przez przełączanie zasilaczy
Przyczyny problemów z kompatybilnością elektromagnetyczną powodowanych przez zasilacze impulsowe 24 V pracujące w stanach przełączania wysokiego napięcia i wysokiego prądu są dość złożone. Jeśli chodzi o kompatybilność elektromagnetyczną całej maszyny, istnieje głównie kilka typów: wspólne sprzężenie impedancyjne, sprzężenie między liniami, sprzężenie pola elektrycznego, sprzężenie pola magnetycznego i sprzężenie fali elektromagnetycznej. Trzy elementy generowane przez kompatybilność elektromagnetyczną to: źródło zakłócenia, droga propagacji i zakłócony obiekt. Wspólne sprzężenie impedancyjne to głównie wspólna impedancja pomiędzy źródłem zakłócenia a zakłócanym obiektem w polu elektrycznym, przez którą sygnał zakłócający przedostaje się do zakłócanego obiektu. Sprzężenie międzyliniowe odnosi się głównie do wzajemnego sprzężenia przewodów lub linii PCB, które generują napięcie zakłócające i prąd zakłócający w wyniku okablowania równoległego.
Sprzężenie pola elektrycznego wynika głównie z istnienia różnicy potencjałów, która generuje sprzężenie indukowanego pola elektrycznego z zaburzonym ciałem. Sprzężenie pola magnetycznego odnosi się głównie do sprzężenia pól magnetycznych o niskiej-częstotliwości, generowanych w pobliżu impulsowych linii elektroenergetycznych o wysokim natężeniu prądu, z obiektami zakłócającymi. Sprzężenie pola elektromagnetycznego wynika głównie z-fal elektromagnetycznych o wysokiej częstotliwości, generowanych przez pulsujące napięcie lub prąd, które promieniują na zewnątrz w przestrzeni i łączą się z odpowiednim zaburzonym ciałem. Tak naprawdę nie da się jednoznacznie rozróżnić poszczególnych metod łączenia, jedynie nacisk jest inny.
W zasilaczu impulsowym 24 V główny tranzystor przełączający moc działa w trybie przełączania-wysokiej częstotliwości przy wysokich napięciach. Napięcie i prąd przełączania są zbliżone do fal prostokątnych. Z analizy widmowej wiadomo, że sygnał fali prostokątnej zawiera bogate-harmoniczne wyższego rzędu, a widmo tych harmonicznych może przekraczać ponad 1000-krotność częstotliwości fali prostokątnej. Jednocześnie, ze względu na indukcyjność rozproszenia i rozproszoną pojemność transformatora mocy, a także nieidealny stan pracy głównych urządzeń przełączających moc, podczas włączania i wyłączania przy wysokich częstotliwościach często generowane są oscylacje harmoniczne wysokiej-wysokiej częstotliwości i wysokiego-szczytowego napięcia. Harmoniczne-wysokiego rzędu generowane przez te oscylacje harmoniczne są przesyłane do obwodu wewnętrznego poprzez pojemność rozproszoną pomiędzy rurką przełączającą a radiatorem lub wypromieniowywane w przestrzeń przez radiator i transformator.
Używany do diod prostowniczych i gaszących, jest także ważną przyczyną zakłóceń-wysokiej częstotliwości. Ze względu na działanie prostowników i diod gaszących w stanie przełączania-o wysokiej częstotliwości, pasożytnicza indukcyjność i pojemność złącza przewodów diody, a także wpływ wstecznego prądu powrotnego, powodują, że diody działają przy dużych prędkościach zmian napięcia i prądu oraz generują oscylacje o wysokiej-częstotliwości. Ze względu na bliskość prostownika i diod gaszących do linii wyjściowej mocy, generowane przez nie zakłócenia o wysokiej-częstotliwości są łatwo przenoszone przez linię wyjściową prądu stałego.
W celu poprawy współczynnika mocy zasilaczy impulsowych 24 V stosuje się obwody dodatnie aktywnego współczynnika mocy. Jednocześnie, aby poprawić wydajność i niezawodność obwodu oraz zmniejszyć naprężenia elektryczne urządzeń zasilających, przyjęto dużą liczbę technologii miękkiego przełączania. Powszechnie stosowana jest technologia przełączania zerowego napięcia, prądu zerowego lub prądu zerowego. Technologia ta znacznie redukuje zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez urządzenia przełączające. Jednakże bezstratne obwody absorpcyjne z miękkim przełącznikiem wykorzystują głównie L i C do przenoszenia energii i wykorzystują jednokierunkową przewodność diod, aby osiągnąć jednokierunkową konwersję energii. Dlatego diody w tym obwodzie rezonansowym stają się głównym źródłem zakłóceń elektromagnetycznych.
