עיצוב תאימות אלקטרומגנטית עבור החלפת ספקי כוח
תאימות אלקטרומגנטית של ספקי כוח במצב מתג מתייחסת לדו-קיום של מכשירים חשמליים שונים בטווח, זמן ותדר מוגבלים מבלי לגרום לירידה בביצועים. הוא כולל שני היבטים: הפרעות אלקטרומגנטיות (EMD) ורגישות אלקטרומגנטית (EMS). EMD מתייחס לרעש החיצוני הנפלט על ידי מוצרים חשמליים, בעוד EMS מתייחס ליכולת של מוצרים חשמליים להתנגד להפרעות אלקטרומגנטיות חיצוניות. מכשיר עם ביצועי תאימות אלקטרומגנטית טובים לא אמור להיות מושפע מהסביבה האלקטרומגנטית שמסביב או לגרום להפרעות אלקטרומגנטיות לסביבה.
טרנזיסטור מיתוג הכוח בספק כוח מיתוג מייצר קפיצות מתח וזרם משמעותיות במהלך תהליך ההפעלה/כיבוי בתדרים גבוהים, וכתוצאה מכך הפרעות אלקטרומגנטיות חזקות, אך טווח התדרים של ההפרעה (<30MHz) is relatively low. The geometric dimensions of most low-power switching power supplies are much smaller than the wavelength corresponding to a 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium). The electromagnetic interference phenomena studied in switching power supply systems belong to the range of quasi steady fields. When studying their electromagnetic interference problems, the main consideration is conducted interference.
2 הטרדה אלקטרומגנטית
הדיון בהפרעות אלקטרומגנטיות מתנהל בדרך כלל משלושה היבטים: המאפיינים של מקור ההפרעה, מאפייני תעלת הצימוד של ההפרעה ומאפייני הגוף המופרע.
2.1 מקורות עיקריים להפרעות אלקטרומגנטיות בספקי כוח מתג
מקורות ההפרעה האלקטרומגנטית בספקי כוח במצב מתג כוללים בעיקר התקני מיתוג, דיודות ורכיבים פסיביים לא ליניאריים; חיווט לא תקין של לוחות מעגלים מודפסים הוא גם גורם מרכזי הגורם להפרעות אלקטרומגנטיות בספקי כוח במצב מתג.
2.1.1 הפרעות אלקטרומגנטיות הנוצרות על ידי מעגלי מתג
עבור מיתוג ספקי כוח, הפרעות אלקטרומגנטיות הנוצרות על ידי מעגל המיתוג היא אחד ממקורות ההפרעות העיקריים. מעגל המתג הוא הליבה של ספק כוח מיתוג, המורכב בעיקר מצינורות מתגים ושנאים בתדר גבוה-. ה-dv/dt שנוצר על ידו הוא פולס בעל משרעת גדולה, פס תדרים רחב והרמוניות בשפע. הסיבה העיקרית להפרעה זו בדופק היא
1) העומס של צינור המתג הוא הסליל הראשי של השנאי-תדר גבוה, שהוא עומס אינדוקטיבי. ברגע שבו מופעלת צינור המתג, נוצר זרם נחשול גדול בסליל הראשוני, ומתח שיא נחשול גבוה מופיע בשני קצוות הסליל הראשוני; ברגע שבו צינור המתג מנותק, עקב שטף הדליפה של הסליל הראשוני, חלק מהאנרגיה אינו מועבר מהסליל הראשוני לסליל המשני. האנרגיה הנאגרת במשרן תיצור תנודת דעיכה עם שיא עם הקיבול וההתנגדות במעגל האספן, אשר יוצב על מתח הכיבוי כדי ליצור שיא מתח כיבוי. סוג זה של הפסקת מתח באספקת החשמל תיצור את אותו זרם דחף מגנטי חולף כמו כאשר הסליל הראשי מחובר. רעש זה יועבר למסופי הקלט והיציאה, ויוצר הפרעות מוליכות, ובמקרים חמורים הוא עלול לשבור את צינור המתג.
2) לולאת זרם המיתוג בתדר הגבוה- המורכב מהסליל הראשוני, צינור המיתוג וקבל הסינון של שנאי הפולסים עשוי ליצור קרינה מרחבית משמעותית, וליצור הפרעת קרינה. אם קיבולת הסינון של הקבל אינה מספקת או שמאפייני התדר הגבוה- גרועים, עכבת התדר-הגבוהה על הקבל תגרום לזרם בתדר גבוה- להוליך אל ספק הכוח AC במצב דיפרנציאלי, וליצור הפרעת הולכה.
