Příčiny problémů s elektromagnetickou kompatibilitou způsobených přepínáním napájecích zdrojů
Důvody problémů s elektromagnetickou kompatibilitou způsobených 24V spínanými napájecími zdroji pracujícími ve spínacích stavech vysokého napětí a vysokého proudu jsou poměrně složité. Z hlediska elektromagnetické kompatibility celého stroje existuje především několik typů: spojka se společnou impedancí, spojka mezi vodiči, spojka elektrického pole, spojka magnetického pole a spojka elektromagnetických vln. Tři prvky generované elektromagnetickou kompatibilitou jsou: zdroj rušení, cesta šíření a rušený objekt. Společná impedanční vazba je především společná impedance mezi zdrojem rušení a rušeným objektem v elektrickém poli, přes kterou vstupuje rušivý signál do rušeného objektu. Mezilinková vazba se týká hlavně vzájemné vazby mezi vodiči nebo linkami PCB, které generují rušivé napětí a rušivý proud díky paralelnímu zapojení.
Vazba elektrického pole je způsobena především existencí rozdílu potenciálů, který generuje indukovanou vazbu elektrického pole s narušeným tělesem. Vazba magnetického pole se týká hlavně vazby nízkofrekvenčních magnetických polí generovaných v blízkosti vysokoproudých pulzních silových vedení k rušeným objektům. Vazba elektromagnetického pole je způsobena především vysoko-elektromagnetickými vlnami generovanými pulzujícím napětím nebo proudem, které vyzařují prostorem a spojují se s odpovídajícím narušeným tělesem. Ve skutečnosti nelze každou spojovací metodu striktně rozlišit, pouze důraz je jiný.
Ve spínaném zdroji 24V pracuje hlavní spínací tranzistor ve vysokofrekvenčním spínacím režimu při vysokém napětí. Spínací napětí a proud se blíží obdélníkovým vlnám. Ze spektrální analýzy je známo, že obdélníkový signál obsahuje bohaté vyšší-harmonické harmonické a spektrum těchto harmonických může dosahovat více než 1000násobku frekvence obdélníkové vlny. Zároveň v důsledku svodové indukčnosti a rozložené kapacity výkonového transformátoru a také kvůli neideálnímu pracovnímu stavu hlavních výkonových spínacích zařízení se při zapínání a vypínání na vysokých frekvencích často generují vysokofrekvenční a vysokonapěťové špičkové harmonické oscilace. Harmonické harmonické vyšší{10}}řády generované těmito harmonickými oscilacemi jsou přenášeny do vnitřního obvodu prostřednictvím distribuované kapacity mezi spínací trubicí a chladičem nebo vyzařovány do prostoru prostřednictvím chladiče a transformátoru.
Používá se pro usměrňovací a volnoběžné diody a je také důležitou příčinou vysokofrekvenčního rušení. V důsledku provozu usměrňovačů a rekuperačních diod ve vysokofrekvenčním spínacím stavu způsobuje parazitní indukčnost a přechodová kapacita vodičů diod, stejně jako vliv zpětného zotavovacího proudu, jejich provoz při vysoké rychlosti změny napětí a proudu a generování vysokofrekvenčních oscilací. Vzhledem k blízkosti usměrňovače a rekuperačních diod k napájecímu výstupnímu vedení se vysokofrekvenční rušení, které generují, snadno přenášejí přes výstupní vedení stejnosměrného proudu.
Pro zlepšení účiníku spínaných zdrojů 24V se používají aktivní kladné obvody účiníku. Současně, aby se zlepšila účinnost a spolehlivost obvodu a snížilo se elektrické namáhání silových zařízení, bylo přijato velké množství technologií měkkého spínání. Technologie přepínání nulového napětí, nulového proudu nebo nulového proudu je široce používána. Tato technologie výrazně snižuje elektromagnetické rušení generované spínacími zařízeními. Bezztrátové absorpční obvody s měkkým spínačem však většinou používají L a C pro přenos energie a využívají jednosměrnou vodivost diod k dosažení jednosměrné přeměny energie. Proto se diody v tomto rezonančním obvodu stávají hlavním zdrojem elektromagnetického rušení.
