Analiza vzrokov elektromagnetnih motenj v napajanju
Stikalne napajalnike lahko glede na vrsto glavnega vezja razdelimo na polni most, polovični most, potisni-vlečni in druge vrste. Vendar ne glede na vrsto stikalnega napajanja med delovanjem povzroča močan hrup. Prevajajo navzven skozi daljnovode na skupni ali diferencialni način, hkrati pa sevajo v okoliški prostor. Stikalni napajalniki so občutljivi tudi na zunanji hrup, ki ga vdre električno omrežje, in ga prenašajo na druge elektronske naprave, ki povzročajo motnje.
Ko je izmenični tok vnesen v stikalno napajanje, je mostični usmernik V1-V4 organiziran v enosmerno napetost Vi in priključen na primarni L1 in stikalo V5 visokofrekvenčnega transformatorja. Osnovni vhod stikalne cevi V5 je visokofrekvenčni pravokotni val v razponu od deset do sto kHz, njegova ponavljajoča frekvenca in delovni cikel pa sta določena z zahtevami izhodne enosmerne napetosti VO. Impulzni tok, ojačan s preklopno cevjo, je povezan s sekundarnim tokokrogom z visokofrekvenčnim transformatorjem. Razmerje prvega obrata visokofrekvenčnega transformatorja je določeno tudi z zahtevami izhodne enosmerne napetosti VO. Visokofrekvenčni impulzni tok se popravi z diodo V6 in filtrira s C2, da se tvori enosmerna izhodna napetost VO. Zato bo stikalno napajanje ustvarjalo hrup in elektromagnetne motnje v naslednjih vidikih.
(1) Visokofrekvenčna preklopna tokovna zanka, sestavljena iz primara L1 visokofrekvenčnega transformatorja, preklopne cevi V5 in filtrirnega kondenzatorja C1, lahko ustvari znatno prostorsko sevanje. Če je kondenzatorsko filtriranje nezadostno, se visokofrekvenčni tok prenese tudi na vhodni AC napajalnik v diferencialnem načinu.
(2) Sekundar L2 visokofrekvenčnega transformatorja, usmerniška dioda V6 in filtrirni kondenzator C2 tvorijo tudi visokofrekvenčno preklopno tokovno zanko, ki ustvarja prostorsko sevanje. Če kondenzatorsko filtriranje ni zadostno, se visokofrekvenčni tok pomeša z izhodno enosmerno napetostjo v diferenčnem načinu in vodi navzven.
(3) Med primarom in sekundarjem visokofrekvenčnega transformatorja je porazdeljen kondenzator Cd, visokofrekvenčna napetost primara pa je neposredno povezana s sekundarjem prek teh porazdeljenih kondenzatorjev, kar ustvarja skupni način hrupa v isti fazi na dva izhodna enosmerna napajalna voda sekundarne napeljave. Če je impedanca dveh žic proti ozemljitvi neuravnotežena, se bo prav tako spremenila v šum diferencialnega načina.
(4) Izhodna usmerniška dioda V6 bo ustvarila povratni udarni tok. Ko dioda prevaja v smeri naprej, se naboj kopiči znotraj PN spoja. Ko dioda uporabi povratno napetost, akumulirani naboj izgine in nastane povratni tok. Ker mora preklopni tok popraviti dioda, je čas za prehod diode iz prevodnosti v izklop zelo kratek in v kratkem času mora naboj izginiti, kar ima za posledico val povratnega toka. Zaradi porazdeljene induktivnosti, kapacitivnosti in prenapetosti v izhodni liniji enosmernega toka nastane visokofrekvenčno dušenje oscilacije, ki je vrsta šuma diferencialnega načina.
(5) Obremenitev stikalne cevi V5 je primarna tuljava L1 visokofrekvenčnega transformatorja, ki je induktivna obremenitev. Ko je stikalo vklopljeno ali izklopljeno, bo torej na obeh koncih cevi prišlo do visoke udarne napetosti in ta šum se bo prenesel na vhodne in izhodne sponke.
(6) Obstaja porazdeljena kapacitivnost CI med kolektorjem stikalne cevi V5 in hladilnim telesom K, tako da bo visokofrekvenčni stikalni tok tekel skozi CI do hladilnega telesa K, nato v ozemljitev ohišja in končno v zaščitno ozemljitev. žico PE napajalnega voda za izmenični tok, ki je povezana z ozemljitvijo ohišja, s čimer se ustvari skupni način sevanja. Napajalna voda L in N imata določeno impedanco glede na PE, in če je impedanca neuravnotežena, se lahko navadni šum spremeni tudi v diferencialni šum.
