Lülitustoiteallikate elektromagnetilise ühilduvuse tutvustus
Kõrgepinge ja suure vooluga lülitustingimustes töötavate lülitustoiteallikate põhjustatud elektromagnetilise ühilduvuse probleemide põhjused on üsna keerulised. Kogu masina elektromagnetilisi omadusi silmas pidades on peamiselt mitut tüüpi: tavaline impedantsi sidumine, liini ühendus, elektrivälja sidestus, magnetvälja sidestus ja elektromagnetlainete sidestus. Ühine impedantssidestus viitab peamiselt häireallika ja häiritud objekti vahelisele ühisele takistusele elektriliselt, mille kaudu häiresignaal siseneb häiritud objekti. Line-line sidestus viitab peamiselt vastastikusele sidumisele juhtmete või PCB juhtmete vahel, mis tekitavad paralleelse juhtmestiku tõttu häirepinget ja voolu. Elektrivälja sidestus on peamiselt tingitud potentsiaalsete erinevuste olemasolust, mis tekitab häiritud kehale indutseeritud elektrivälja sidestuse. Magnetvälja sidumine viitab peamiselt kõrge vooluimpulsiga elektriliinide lähedal tekkivate madalsageduslike magnetväljade ühendamisele häireobjektidega. Elektromagnetvälja sidestus on peamiselt tingitud kõrgsageduslikest elektromagnetlainetest, mis tekivad pulseeriva pinge või voolu kaudu, mis kiirgab ruumist väljapoole, mille tulemuseks on sidestus vastava häiritud kehaga. Tegelikult ei saa iga sidumismeetodit rangelt eristada, ainult erinevate fookustega.
Lülitustoiteallikas töötab peatoitelüliti kõrgsageduslikul lülitusrežiimil kõrgel pingel ning lülituspinge ja vool on nelikantlainelähedased. Spektrianalüüsist on teada, et ruutlaine signaalid sisaldavad rikkalikult kõrget järku harmoonilisi. Selle kõrgema järgu harmoonilise spekter võib ulatuda üle 1000 korra ruutlaine sagedusest. Samal ajal tekivad toitetrafo lekkeinduktiivsuse ja hajutatud mahtuvuse ning peamise toitelüliti seadme ebaideaalse tööseisundi tõttu sageli kõrgsageduslikud ja kõrgepinge harmoonilised tippvõnkumised sisselülitamisel või kõrgetel sagedustel välja lülitada. Selle harmoonilise võnkumise tekitatud kõrgetasemelised harmoonilised edastatakse lülititoru ja jahutusradiaatori vahelise jaotatud mahtuvuse kaudu sisemisse vooluringi või kiirgatakse jahutusradiaatori ja trafo kaudu ruumi. Kõrgsageduslike häirete oluliseks põhjuseks on ka alaldamiseks ja jätkamiseks kasutatavad lülitusdioodid. Tänu alaldi ja vabajooksudioodide kõrgsageduslikule lülitusolekule, parasiitide induktiivsuse ja ristmiku mahtuvuse olemasolu dioodijuhtmetes, samuti tagasivoolu tagasivoolu mõju, panevad need töötama kõrge pinge ja voolu muutumise kiirusega ning tekitavad kõrgsageduslikke võnkumisi. Alaldi- ja vabakäigudioodid asuvad üldjuhul toiteväljundliini lähedal ning nende tekitatud kõrgsageduslikud häired kanduvad kõige tõenäolisemalt edasi alalisvoolu väljundliini kaudu. Võimsusteguri parandamiseks kasutavad lülitustoiteallikad aktiivse võimsusteguri korrigeerimise ahelaid. Samal ajal on ahela tõhususe ja töökindluse parandamiseks ning toiteseadmete elektrilise pinge vähendamiseks kasutusele võetud suur hulk pehmeid lülitustehnoloogiaid. Nende hulgas on kõige laialdasemalt kasutatav nullpinge, nullvoolu või nullpinge/nullvoolu lülitustehnoloogia. See tehnoloogia vähendab oluliselt lülitusseadmete tekitatavaid elektromagnetilisi häireid. Kuid enamik pehmete lülitite kadudeta neeldumisahelaid kasutavad energiaülekandeks L ja C, kasutades ühesuunalise energia muundamise saavutamiseks dioodide ühesuunalist juhtivust. Seetõttu muutuvad selle resonantsahela dioodid peamiseks elektromagnetiliste häirete allikaks.
Lülitustoiteallikad kasutavad tavaliselt L- ja C-filtreerimisahelate moodustamiseks energiasalvestavaid induktiivpooli ja kondensaatoreid, saavutades diferentsiaal- ja ühisrežiimi häiresignaalide filtreerimise. Induktiivpooli hajutatud mahtuvuse tõttu väheneb induktiivpooli iseresonantssagedus, mille tulemuseks on suur hulk kõrgsageduslikke häiresignaale, mis läbivad induktiivpooli ja levivad piki vahelduvvoolu või alalisvoolu väljundliini väljapoole. Häiresignaali sageduse suurenemisega filtrikondensaatoris viib plii induktiivsuse mõju pideva mahtuvuse ja filtreerimisefekti vähenemiseni ning isegi kondensaatori parameetrite muutumiseni, mis on ka elektromagnetiliste häirete põhjuseks.
