Harmoonikute tekke põhjused lülitustoiteallikates
Kaasaegsetes elektroonikaseadmetes on lülitustoiteallikas laialdaselt kasutatav toiteallika vorm, millel on väikesed mõõtmed ja kõrge efektiivsus. Kommuteerivad toiteallikad võivad aga tekitada ka harmoonilisi, mis mingil määral mõjutavad toiteallika kvaliteeti ja elektrivõrgu stabiilsust ning ohustavad isegi ahelaid ja seadmeid. Seetõttu on hädavajalik lahendada lülitustoiteallika harmooniline probleem.
Harmoonikud viitavad põhilainest kõrgema sagedusega elektrilisele lainekujule, mis tuleneb tavaliselt sellistest teguritest nagu mittelineaarsed koormused, mittesinusoidne pinge ja elektromagnetilised häired. Lülitustoiteallika tööpõhimõte määrab selle vastuvõtlikkuse harmooniliste tekkele.
1. Kondensaatori filtreerimisahela lühise mõju
Lülitustoiteallikate puhul mängib kondensaatorite filtreerimisahel põhiliselt rolli väljundvõimsuse pulseeriva pinge vähendamisel, kuid kõrgsageduslikes tingimustes on kondensaatorid ka lühise tüübiks. Lühised võivad põhjustada harmooniliste voolude voolamist toiteallikasse, põhjustades juhtmes võnkumisi ning tekitades müra ja soojusefekte.
2. Induktiivfiltreerimisahela resonantsefekt
Lülitustoiteallikates kasutatakse induktiivsuse filtreerimisahelat peamiselt toiteallika väljundi kõrgsageduslike kõikumiste vältimiseks. Kui koormusvool on väga madal, on induktiivsus resonantsseisundis, mis tekitab kõrgsageduslikke harmoonilisi voolusid. Tekkiv kõrgsageduslik harmooniline vool põhjustab võimsuskondensaatoris resonantsi ja liini induktiivsust, põhjustades voolu läbimisel kõrgsageduslikke võnkumisi.
3. Induktiivsuse tagasisideahela resonantsefekt
Resonantstagasisideahel on lülitustoiteallika oluline jõudlusnäitaja, mis jälgib tagasisidekontrolleri kaudu pidevalt koormust ja toiteallika tingimusi, et väljundvõimsust õigeaegselt reguleerida ja kogu vooluahela efektiivsust parandada. Induktiivsuse tagasisideahel aga vähendab resonantsahela kaudu toiteallika väljundpinget, suurendades harmooniliste voolude teket.
4. Töösageduse mõju
Mida kõrgem on lülitustoiteallika töösagedus, seda kõrgemad on harmoonilised ja seda rohkem tekivad harmoonilised voolud. Ja kõrgsagedusvool tekitab poolile suhteliselt suuri elektromagnetlaineid, mis toob kaasa ka elektriseadme enda ja õhuga täidetud elektromagnetlainete vastastikuse mõju.
