Příčiny harmonického generování ve spínaných napájecích zdrojích
V moderních elektronických zařízeních je spínaný zdroj široce používanou formou napájecího zdroje, který se vyznačuje malými rozměry a vysokou účinností. Spínané zdroje však mohou generovat i harmonické, které do určité míry ovlivňují kvalitu napájení a stabilitu elektrické sítě a dokonce ohrožují obvody a zařízení. Proto je nezbytně nutné vyřešit harmonický problém spínaného napájení.
Harmonické označují elektrický tvar vlny s vyšší frekvencí než základní vlna, typicky pocházející z faktorů, jako jsou nelineární zátěže, nesinusové napětí a elektromagnetické rušení. Pracovní princip spínaného zdroje určuje jeho náchylnost k vytváření harmonických.
1. Zkratový efekt kondenzátorového filtračního obvodu
U spínaných napájecích zdrojů hraje obvod filtrování kondenzátoru roli hlavně při snižování pulzujícího napětí na výstupu, ale za vysokofrekvenčních podmínek jsou kondenzátory také typem zkratu. Zkraty mohou způsobit proudění harmonických proudů do napájecího zdroje, které způsobí oscilace vodiče a způsobí hluk a tepelné účinky.
2. Rezonanční efekt indukčního filtračního obvodu
Ve spínaných zdrojích se indukční filtrační obvod používá především k zabránění vysokofrekvenčním výkyvům na výstupu napájecího zdroje. Když je zatěžovací proud velmi nízký, indukčnost je v rezonančním stavu, který bude generovat vysokofrekvenční harmonické proudy. Generovaný vysokofrekvenční harmonický proud způsobí rezonanci ve výkonovém kondenzátoru a indukčnosti vedení, což způsobí vysokofrekvenční oscilace při protékání proudu.
3. Rezonanční efekt indukčního zpětnovazebního obvodu
Rezonanční zpětnovazební obvod je důležitou výkonnostní charakteristikou spínaného zdroje, který nepřetržitě monitoruje zátěž a podmínky napájení prostřednictvím zpětnovazebního regulátoru, aby se včas upravil výkon a zlepšila se účinnost celého obvodu. Obvod zpětné vazby indukčnosti však snižuje výstupní napětí napájecího zdroje přes rezonanční obvod, čímž se zvyšuje tvorba harmonických proudů.
4. Vliv pracovní frekvence
Čím vyšší je pracovní frekvence spínaného zdroje, tím vyšší jsou harmonické a tím hojnější jsou generované harmonické proudy. A vysokofrekvenční proud bude na cívce generovat poměrně velké elektromagnetické vlny, což povede i k jevu vzájemného ovlivňování samotného elektrospotřebiče a elektromagnetického vlnění naplněného vzduchem.
