Težave z elektromagnetno združljivostjo stikalnih napajalnikov
Ker komunikacijski stikalni napajalniki delujejo v preklopnem stanju visoke napetosti in velikega toka, so težave z elektromagnetno združljivostjo, ki jih povzroča, precej zapletene. Kar zadeva elektromagnetno združljivost celotnega stroja, obstaja predvsem običajna impedančna sklopka, povezava med linijo, sklopka električnega polja, sklopka magnetnega polja in sklopka elektromagnetnega valovanja. Trije elementi elektromagnetne združljivosti so: vir motenj, pot širjenja in predmet motenj. Skupna impedančna sklopka v glavnem pomeni, da imata vir motenj in predmet motenj skupno električno impedanco in moteči signal vstopi v predmet motenj skozi to impedanco. Vezava med linijami je predvsem medsebojna povezava žic ali linij PCB, ki ustvarjajo interferenčne napetosti in interferenčne tokove zaradi vzporednega ožičenja. Sklop električnega polja je predvsem posledica obstoja potencialne razlike in sklopitve induciranega električnega polja z motenim predmetom. Sklapljanje magnetnega polja je predvsem spajanje nizkofrekvenčnih magnetnih polj, ustvarjenih v bližini visokotokovnih impulznih električnih vodov, na interferenčne objekte. Elektromagnetno spajanje valov je predvsem posledica visokofrekvenčnih elektromagnetnih valov, ki jih ustvarja pulzirajoča napetost ali tok, ki sevajo navzven skozi prostor in povzročajo sklopitev z ustreznim motenim telesom. Pravzaprav ni mogoče natančno razlikovati vsake metode spajanja, vendar je fokus drugačen.
V stikalnem napajalniku deluje glavno stikalo v visokofrekvenčnem preklopnem načinu pri zelo visoki napetosti. Preklopna napetost in preklopni tok sta kvadratna valovanja. Spekter harmonikov visokega reda v kvadratnem valu lahko doseže frekvenco kvadratnega vala. več kot 1,000-krat. Hkrati se zaradi uhajalne induktivnosti in porazdeljene kapacitivnosti močnostnega transformatorja ter neidealnih delovnih pogojev glavne močnostne stikalne naprave pogosto pojavljajo visokofrekvenčna in visokonapetostna temenska harmonična nihanja pri vklopu oz. izklop pri visokih frekvencah. To harmonično nihanje generira harmonike visokega reda, ki se vnesejo v notranje vezje prek porazdeljene kapacitivnosti med stikalno cevjo in radiatorjem ali pa sevajo v prostor skozi radiator in transformator. Preklopne diode, ki se uporabljajo za usmerjanje in prosti tek, so prav tako pomemben vzrok za visokofrekvenčne motnje. Ker usmernik in diode s prostim tekom delujejo v visokofrekvenčnem preklopnem stanju, zaradi obstoja vodilne parazitske induktivnosti diode, spojne kapacitivnosti in vpliva povratnega obnovitvenega toka delujejo pod zelo visokimi stopnjami spreminjanja napetosti in toka, kar povzroči pri visokofrekvenčnem nihanju. Ker so usmernik in diode s prostim tekom na splošno blizu izhodne moči, se bodo visokofrekvenčne motnje, ki jih ustvarjajo, najverjetneje prenašale skozi izhodno linijo enosmernega toka.
Da bi izboljšali faktor moči, komunikacijski stikalni napajalniki sprejmejo vezja za aktivno korekcijo faktorja moči. Hkrati se široko uporablja tehnologija mehkega preklapljanja, da bi izboljšali učinkovitost in zanesljivost vezij ter zmanjšali električni stres napajalnih naprav. Med njimi se najpogosteje uporablja tehnologija preklopa z ničelno napetostjo, ničelnim tokom ali ničelno napetostjo z ničelnim tokom. Ta tehnologija močno zmanjša elektromagnetne motnje, ki jih povzročajo stikalne naprave. Vendar absorpcijska vezja z mehkim preklopom brez izgube večinoma uporabljajo l in c za prenos energije in uporabljajo enosmerne prevodne lastnosti diod za doseganje enosmerne pretvorbe energije. Zato so diode v resonančnem krogu postale glavni vir elektromagnetnih motenj.
V komunikacijskih stikalnih napajalnikih se induktorji in kondenzatorji za shranjevanje energije na splošno uporabljajo za oblikovanje filtrirnih vezij l in c za filtriranje interferenčnih signalov diferencialnega načina in skupnega načina ter pretvorbo pravokotnih signalov AC v gladke signale DC. Zaradi porazdeljene kapacitivnosti tuljave induktorja se lastna resonančna frekvenca tuljave induktorja zmanjša, kar povzroči, da veliko število visokofrekvenčnih interferenčnih signalov preide skozi tuljavo induktorja in se širi navzven vzdolž napajalnega voda izmeničnega toka ali izhodnega voda enosmernega toka . Ko frekvenca interferenčnega signala narašča, se kapacitivnost in učinek filtriranja filtrskega kondenzatorja še naprej zmanjšujeta zaradi učinka induktivnosti svinca. Dokler ne preseže resonančne frekvence, popolnoma izgubi funkcijo kondenzatorja in postane induktiven. Nepravilna uporaba filtrskih kondenzatorjev in predolgi kabli so tudi vzroki za elektromagnetne motnje.
