A harmonikus generálás okai kapcsolóüzemű tápegységekben
A modern elektronikai berendezésekben a kapcsolóüzemű tápegység egy széles körben használt tápegység, amelynek jellemzői a kis méret és a nagy hatásfok. A kapcsolóüzemű tápegységek azonban felharmonikusokat is generálhatnak, amelyek bizonyos mértékig befolyásolják az áramellátás minőségét és az elektromos hálózat stabilitását, sőt veszélyt jelentenek az áramkörökre, eszközökre. Ezért feltétlenül meg kell oldani a kapcsolóüzemű tápegység harmonikus problémáját.
A felharmonikusok az alaphullámnál magasabb frekvenciájú elektromos hullámformát jelentenek, amely jellemzően olyan tényezőkből ered, mint a nemlineáris terhelések, a nem szinuszos feszültség és az elektromágneses interferencia. A kapcsolóüzemű tápegység működési elve határozza meg a harmonikus generálásra való érzékenységét.
1. Kondenzátorszűrő áramkör rövidzárlati hatása
A kapcsolóüzemű tápegységeknél a kondenzátorszűrő áramkör főként a kimeneti teljesítmény pulzáló feszültségének csökkentésében játszik szerepet, de nagyfrekvenciás körülmények között a kondenzátorok is egyfajta rövidzárlatot jelentenek. A rövidzárlatok harmonikus áramok áramlását okozhatják a tápegységben, ami rezgéseket okozhat a vezetőben, és zajt és hőhatást okozhat.
2. Induktivitásszűrő áramkör rezonancia hatása
A kapcsolóüzemű tápegységeknél az induktivitásszűrő áramkört elsősorban a tápegység kimenetének nagyfrekvenciás ingadozásainak megelőzésére használják. Ha a terhelési áram nagyon alacsony, az induktivitás rezonancia állapotban van, ami nagyfrekvenciás harmonikus áramokat generál. A generált nagyfrekvenciás harmonikus áram rezonanciát okoz a teljesítménykondenzátorban és a vonali induktivitásban, ami nagyfrekvenciás oszcillációt okoz, amikor az áram átfolyik.
3. Induktivitás visszacsatoló áramkör rezonancia hatása
A rezonáns visszacsatoló áramkör a kapcsolóüzemű tápegység fontos teljesítményjellemzője, amely egy visszacsatoló vezérlőn keresztül folyamatosan figyeli a terhelést és a tápellátás feltételeit annak érdekében, hogy a teljesítményt időben beállítsa, és javítsa a teljes áramkör hatékonyságát. Az induktivitás visszacsatoló áramkör azonban egy rezonáns áramkörön keresztül csökkenti a tápegység kimeneti feszültségét, növelve a harmonikus áramok keletkezését.
4. A munkafrekvencia hatása
Minél nagyobb egy kapcsolóüzemű tápegység működési frekvenciája, annál magasabbak a harmonikusok, és annál nagyobb a generált harmonikus áram. A nagyfrekvenciás áram pedig viszonylag nagy elektromágneses hullámokat generál a tekercsen, ami egyben az elektromos készülék és a levegővel töltött elektromágneses hullámok kölcsönös befolyásolásának jelenségéhez is vezet.
