Vzroki za elektromagnetno združljivost zaradi preklopnega napajanja
Razlog za težave z elektromagnetno združljivostjo, ki jih povzroča preklopni napajalnik 24 V, ki deluje v preklopnem stanju visoke napetosti in visokega toka, je precej zapleten. Z vidika elektromagnetne združljivosti celotnega stroja obstajajo predvsem običajne impedančne sklopke, povezave med linijami, sklopke električnega polja, sklopke magnetnega polja in sklopke elektromagnetnega valovanja. Trije elementi elektromagnetne združljivosti so: vir prask, prenos patogenov in moteno telo. Skupna uporovna sklopka se v glavnem nanaša na skupno impedanco med virom motenj in motenim objektom električno, skozi katero signal motnje vstopi v moten objekt. Vezava med linijami se v glavnem nanaša na medsebojno spajanje med žicami ali PCB žicami, ki ustvarjajo napetost prask in tok prask zaradi vzporednega ožičenja.
Sklop električnega polja je predvsem posledica prisotnosti potencialnih razlik, kar ima za posledico sklopitev induciranih električnih polj z motenim telesom. Sklapljanje magnetnega polja se v glavnem nanaša na sklapljanje nizkofrekvenčnih magnetnih polj, ustvarjenih v bližini visokotokovnih impulznih električnih vodov, na objekt motnje. Sklop elektromagnetnega polja povzročajo predvsem visokofrekvenčni elektromagnetni valovi, ki jih ustvarja pulzirajoča napetost ali tok, ki sevajo navzven skozi prostor in spajajo ustrezno moteno telo. Pravzaprav vsake metode spajanja ni mogoče natančno razlikovati, le z različnimi fokusi.
V stikalnem napajalniku 24 V glavno stikalo deluje v visokofrekvenčnem preklopnem načinu pri visoki napetosti. Preklopna napetost in tok sta blizu kvadratnim valovom. Iz analize spektra je znano, da pravokotni signal vsebuje bogate harmonike visokega reda, ki lahko dosežejo frekvenčni spekter več kot 1000-krat večjo frekvenco pravokotnega vala. Hkrati, ker induktivnost uhajanja in porazdeljena kapacitivnost močnostnega transformatorja ter delovno stanje glavne preklopne naprave niso idealni, ko je visoka frekvenca vklopljena ali izklopljena, visoka frekvenca in visoka napetost pogosto nastane harmonično nihanje. Harmoniki visokega reda, ki jih ustvarja harmonično nihanje, se prenašajo v notranji tokokrog preko porazdeljene kapacitivnosti med stikalno cevjo in radiatorjem ali sevajo v prostor skozi radiator in transformator.
Uporablja se za usmerjevalne in neprekinjene diode, prav tako pa je pomemben razlog za ustvarjanje visokofrekvenčnih motenj. Ker usmernik in povratna dioda delujeta v visokofrekvenčnem preklopnem stanju in zaradi obstoja parazitske induktivnosti vodnika diode, spojne kapacitivnosti in vpliva povratnega povratnega toka, delujeta pri zelo visoki napetosti in hitrost spreminjanja toka in proizvajajo visokofrekvenčna nihanja. Ker sta usmernik in povratna dioda na splošno blizu izhodne napajalne linije, se bodo visokofrekvenčne motnje, ki jih ustvarjajo, najverjetneje prenašale po izhodni liniji enosmernega toka.
Za izboljšanje faktorja moči stikalnih napajalnikov 24 V so sprejeta vezja za aktivno korekcijo faktorja moči. Hkrati je bilo za izboljšanje učinkovitosti in zanesljivosti vezja ter zmanjšanje električne obremenitve napajalnih naprav sprejetih veliko število tehnologij mehkega preklopa. Med njimi se najpogosteje uporablja tehnologija preklopa z ničelno napetostjo, ničelnim tokom ali ničelnim tokom. Ta tehnologija močno zmanjša elektromagnetne motnje, ki jih povzročajo preklopne naprave. Vendar absorpcijska vezja brez izgub z mehkim preklapljanjem večinoma uporabljajo L in C za prenos energije, pri čemer uporabljajo enosmerno prevodnost diod za doseganje enosmerne pretvorbe energije. Zato postanejo diode v tem resonančnem krogu glavni vir elektromagnetnih motenj.
V stikalnih napajalnikih 24 V se induktorji in kondenzatorji za shranjevanje energije običajno uporabljajo za oblikovanje filtrirnih vezij L in C za filtriranje diferencialnih in običajnih signalov motenj ter za pretvorbo pravokotnih signalov AC v gladke signale DC. Zaradi porazdeljene kapacitivnosti induktivne tuljave induktivna tuljava
