סיבות לתאימות אלקטרומגנטית הנגרמת על ידי אספקת חשמל
הסיבות לבעיות תאימות אלקטרומגנטית הנגרמות על ידי מיתוג ספק כוח 24V הפועל בתנאי מיתוג מתח גבוה וזרם גבוה הן מורכבות למדי. מבחינת תאימות אלקטרומגנטית של המכונה כולה, ישנם בעיקר מספר סוגים: צימוד עכבה נפוץ, צימוד קו לקו, צימוד שדה חשמלי, צימוד שדה מגנטי וצימוד גלים אלקטרומגנטיים. שלושת האלמנטים היוצרים תאימות אלקטרומגנטית הם: מקור ההפרעה, נתיב ההתפשטות ונושא ההפרעה. צימוד התנגדות משותף מתייחס בעיקר לעכבה המשותפת בין מקור ההפרעה לאובייקט המופרע באופן חשמלי, שדרכו אות ההפרעה נכנס לאובייקט המופרע. צימוד קו לקו מתייחס בעיקר לצימוד ההדדי בין חוטים או חוטי PCB היוצרים מתח שריטה וזרם שריטה עקב חיווט מקביל.
צימוד שדות חשמלי נובע בעיקר מנוכחותם של הבדלי פוטנציאל, וכתוצאה מכך צימוד של שדות חשמליים מושרים לגוף המופרע. צימוד שדה מגנטי מתייחס בעיקר לצימוד של שדות מגנטיים בתדר נמוך הנוצרים ליד קווי חשמל דופק זרם גבוה לאובייקט ההפרעה. צימוד שדה אלקטרומגנטי נגרם בעיקר על ידי גלים אלקטרומגנטיים בתדר גבוה הנוצרים על ידי מתח או זרם פועם, אשר מקרינים החוצה דרך החלל ומצמדים את הגוף המופרע המתאים. למעשה, לא ניתן להבחין בקפדנות בין כל שיטת צימוד, רק עם מוקדים שונים.
בספק מיתוג 24V, מתג ההפעלה הראשי פועל במצב מיתוג בתדר גבוה במתח גבוה. מתח המיתוג והזרם קרובים לגלים מרובעים. מניתוח ספקטרום, ידוע שאות הגל הריבועי מכיל הרמוניות עשירות מסדר גבוה, שיכולות להגיע לספקטרום תדרים של למעלה מ-1000 פעמים מתדר הגל הריבועי. יחד עם זאת, בשל השראות הדליפה והקיבול המבוזר של שנאי הכוח, כמו גם מצב העבודה הלא אידיאלי של התקן מתג הכוח הראשי, תנודות שיא הרמוניות בתדר גבוה ומתח גבוה נוצרות לעתים קרובות כאשר בתדר גבוה מופעל או כבוי. ההרמוניות מסדר גבוה שנוצרות על ידי תנודה הרמונית זו מועברות למעגל הפנימי דרך הקיבול המפוזר בין צינור המתג לגוף הקירור או מוקרנות לחלל דרך גוף הקירור והשנאי.
משמשת לדיודות תיקון וזרם רציף, היא גם סיבה חשובה ליצירת הפרעות בתדר גבוה. בשל המיישר ודיודות הגלגל החופשי הפועלות במצב מיתוג בתדר גבוה, הנוכחות של השראות טפיליות וקיבול צומת במובילי הדיודה, כמו גם ההשפעה של זרם התאוששות הפוך, גורמים להם לפעול בקצבי שינוי מתח גבוה וזרם, וכן ליצור תנודות בתדר גבוה. בשל העובדה שדיודות מיישר ודיודות חופשיות נמצאות בדרך כלל קרובות לקו פלט הכוח, סביר להניח שההפרעות בתדר הגבוה שנוצרות על ידן יועברו דרך קו הפלט DC.
על מנת לשפר את גורם ההספק של מיתוג ספקי כוח 24V, נעשה שימוש במעגלי תיקון פקטור הספק אקטיביים. במקביל, על מנת לשפר את היעילות והאמינות של המעגל ולהפחית את הלחץ החשמלי של מכשירי חשמל, אומצו מספר רב של טכנולוגיות מיתוג רך. ביניהם, טכנולוגיית מיתוג מתח אפס, זרם אפס או אפס זרם היא הנפוצה ביותר. טכנולוגיה זו מפחיתה מאוד את ההפרעות האלקטרומגנטיות הנוצרות על ידי מיתוג התקנים. עם זאת, מעגלי ספיגה ללא הפסדי מיתוג רכים משתמשים בעיקר ב-L ו-C להעברת אנרגיה, תוך ניצול המוליכות החד-כיוונית של דיודות כדי להשיג המרת אנרגיה חד-כיוונית. לכן, הדיודות במעגל התהודה הזה הופכות למקור עיקרי להפרעות אלקטרומגנטיות.
בספקי כוח מיתוג של 24V, משרנים וקבלים לאחסון אנרגיה משמשים בדרך כלל ליצירת מעגלי סינון L ו-C לסינון אותות הפרעות דיפרנציאליים ומצב משותף, ולהמרת אותות גל ריבועי AC לאותות DC חלקים. בשל הקיבול המפוזר של סליל השראות, תדר התהודה העצמית של סליל השראות מופחת, וכתוצאה מכך מספר רב של אותות הפרעות בתדר גבוה עוברים דרך סליל השראות ומתפשטים החוצה לאורך קו החשמל AC או קו המוצא DC. ככל שתדירות אות ההפרעה עולה, הקיבול ואפקט הסינון של קבל המסנן ממשיכים לרדת עקב השפעת השראות הליד, עד שהוא מאבד לחלוטין את תפקוד הקבל והופך לאינדוקטיבי מעל תדר התהודה. שימוש לא נכון בקבלי מסנן ובמובילים ארוכים מדי הוא גם גורם להפרעות אלקטרומגנטיות.
בשל צפיפות ההספק הגבוהה ורמת האינטליגנציה הגבוהה של ספק כוח מיתוג 24V, המצויד במיקרו-מעבד MCU, אות המתח נע בין גבוה לכמעט קילו-וולט לנמוך למספר וולט; מאותות דיגיטליים בתדר גבוה לאותות אנלוגיים בתדר נמוך, חלוקת השדות בתוך ספק הכוח מורכבת למדי. חיווט PCB בלתי סביר, תכנון מבני בלתי סביר, סינון קלט בלתי סביר של קווי חשמל, חיווט בלתי סביר של קווי מתח קלט ופלט, ותכנון בלתי סביר של מעגלי מעבד וזיהוי יכולים כולם להוביל לפעולת מערכת לא יציבה או חסינות מופחתת לשדות אלקטרומגנטיים כגון פריקה אלקטרוסטטית, חשמל קבוצות דופק ארעיות מהירות, מכות ברק, עליות מתח, הפרעות מוליכות, הפרעות מוקרנות ושדות אלקטרומגנטיים מוקרנים.
