Карактеристике прекидачког напајања и механизам генерисања електромагнетних сметњи
Постоје четири основне карактеристике прекидачких извора напајања:
① Локација је релативно јасна. Углавном се концентрише на уређаје за пребацивање снаге, диоде и повезане хладњаке и високофреквентне трансформаторе;
② Уређај за конверзију енергије ради у укљученом/искљученом стању. Због чињенице да је прекидачки извор напајања уређај за конверзију енергије који ради у прекидачком стању, његове стопе промене напона и струје су високе, што резултира значајним интензитетом сметњи;
③ Ожичење енергетских штампаних плоча (ПЦБ) се обично поставља ручно. Овај аранжман га чини веома произвољним, повећавајући потешкоће екстракције параметара дистрибуције ПЦБ-а и предвиђања и процене сметњи у блиском пољу;
④ Фреквенција пребацивања је велика, у распону од десетина хиљада Хз до неколико мегахерца. Главни облици сметњи су дириговане сметње и сметње у блиском пољу.
Механизам стварања електромагнетних сметњи
Електромагнетне сметње које стварају склопна кола
Прекидачко коло је језгро прекидачког напајања, углавном састављено од расклопних цеви и високофреквентних трансформатора. Дв/дт који генерише је импулс са великом амплитудом, широким фреквентним опсегом и богатим хармоницима. Главни разлози за ову сметњу импулса су двоструки: с једне стране, оптерећење цеви прекидача је примарни калем високофреквентног трансформатора, који је индуктивно оптерећење. У тренутку када је цев прекидача укључена, примарни калем генерише велику струју пренапона и на оба краја примарног намотаја се појављује висок вршни напон; У тренутку искључења цеви прекидача, услед цурења флукса примарног намотаја, део енергије се не преноси са примарног намотаја у секундарни калем. Енергија ускладиштена у индуктору ће формирати опадајућу осцилацију са шиљцима заједно са капацитивношћу и отпором у колу колектора, који ће се надовезати на напон искључивања да би се формирао напон за искључивање. Ова врста прекида напона напајања ће генерисати исти прелазни процес магнетног удара као када је примарни калем повезан, а овај шум ће се преносити на улазне и излазне терминале, стварајући проводљиве сметње. С друге стране, високофреквентна склопна струјна петља састављена од примарног намотаја, прекидачке цеви и филтерског кондензатора импулсног трансформатора може да генерише значајно просторно зрачење, формирајући сметње зрачења.
Интерференција узрокована реверзним временом опоравка диоде у високофреквентном исправљачком колу је узрокована великом струјом напред која тече кроз исправљачку диоду током провођења унапред. Када се искључи због обрнутог преднапона, због акумулације више носилаца у ПН споју, струја ће тећи у супротном смеру током периода пре него што носиоци нестану, изазивајући нагло смањење реверзне струје опоравка од носиоци нестају и изазивају значајну промену струје (ди/дт).
Мере за сузбијање електромагнетних сметњи
Три елемента који формирају електромагнетне сметње су извор сметњи, путања ширења и поремећена опрема. Према томе, сузбијање електромагнетних сметњи треба да се врши са ова три аспекта.
Сврха је да сузбије изворе сметњи, елиминише спрегу и зрачење између извора сметњи и поремећене опреме, побољша способност заштите од сметњи поремећене опреме и на тај начин побољша перформансе електромагнетне компатибилности прекидачких извора напајања.
Коришћење филтера за сузбијање електромагнетних сметњи
Филтрирање је важан метод за сузбијање електромагнетних сметњи, који може ефикасно сузбити електромагнетне сметње које улазе у опрему у електроенергетској мрежи и такође сузбити електромагнетне сметње које улазе у електричну мрежу унутар опреме. Инсталирање филтера за промену снаге у улазна и излазна кола прекидачког напајања може не само да реши проблем кондуктивних сметњи, већ је и важно оружје за решавање сметњи зрачења. Технологија потискивања филтрирања подељена је на две методе: пасивно филтрирање и активно филтрирање.
Технологија пасивног филтрирања
Кола за пасивно филтрирање су једноставна, исплатива и поуздана, што их чини ефикасним начином за сузбијање електромагнетних сметњи. Пасивни филтери се састоје од компоненти индуктивности, капацитивности и отпора, а њихова директна функција је да решавају проводне емисије.
Због великог капацитета филтерског кондензатора у оригиналном колу напајања, у колу исправљача се стварају импулсне вршне струје које су састављене од великог броја хармонијских струја високог реда и изазивају сметње у енергетској мрежи; Поред тога, проводљивост или прекид цеви прекидача у колу, као и примарни калем трансформатора, ће генерисати пулсирајућу струју. Због велике брзине промене струје, индуковане струје различитих фреквенција се генеришу у околним колима, укључујући диференцијалне и уобичајене сигнале интерференције. Ови сигнали сметњи могу се пренети на друге водове електричне мреже и ометати друге електронске уређаје преко два водова. Део за филтрирање диференцијалног режима на слици може смањити сигнале сметњи диференцијалног режима унутар прекидачког извора напајања и може у великој мери умањити сигнале електромагнетне сметње које генерише сама опрема током рада и пренети их у електричну мрежу. По закону електромагнетне индукције добија се Е-Лди/дт, где је Е пад напона на оба краја Л, Л је индуктивност, а ди/дт је брзина промене струје. Очигледно, што је мања брзина промене струје, већа је потребна индуктивност.
