การวิเคราะห์แหล่งกำเนิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูง
หากปัญหาการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ที่มีอยู่ในตัวจ่ายไฟสวิตชิ่งความถี่สูงไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้อง ไม่เพียงแต่จะก่อให้เกิดมลภาวะต่อโครงข่ายไฟฟ้าเท่านั้น ส่งผลกระทบโดยตรงต่อการทำงานปกติของอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ แต่ยังง่ายต่อการ ก่อให้เกิดมลภาวะทางแม่เหล็กไฟฟ้าในพื้นที่ขาเข้า ส่งผลให้เกิดปัญหาความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) ของแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่งความถี่สูง บทความนี้มุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกินมาตรฐานในโมดูลจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูง 1200W (24V/50A) ที่ใช้ในหน้าจอจ่ายไฟสัญญาณรถไฟ และเสนอมาตรการปรับปรุง
การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูงสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การรบกวนแบบดำเนินการและการรบกวนแบบแผ่รังสี การรบกวนที่เกิดขึ้นจะแพร่กระจายผ่านแหล่งพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความถี่ต่ำกว่า 30MHz การรบกวนของรังสีแพร่กระจายผ่านอวกาศ โดยมีความถี่ตั้งแต่ 30 ถึง 1,000MHz
ฮาร์โมนิคลำดับสูงที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเรียงกระแสของวงจรเรียงกระแสจะทำให้เกิดการรบกวนการนำไฟฟ้าและการแผ่รังสีตามแนวสายไฟ
ทรานซิสเตอร์กำลังแบบสวิตชิ่งทำงานในสถานะการนำและตัดความถี่สูง เพื่อลดการสูญเสียการสลับ ปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพโดยรวม ความเร็วในการเปิดและปิดของทรานซิสเตอร์สวิตช์จึงเร็วขึ้นและเร็วขึ้น โดยปกติจะใช้เวลาไม่กี่วินาที ทรานซิสเตอร์สวิตช์เปิดและปิดด้วยความเร็วนี้ ทำให้เกิดแรงดันไฟกระชากและกระแสไฟกระชาก ซึ่งจะสร้างฮาร์โมนิกพีคความถี่สูงและแรงดันสูง และการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าในพื้นที่และสายอินพุต AC
ในเวลาเดียวกันกับที่หม้อแปลงความถี่สูง T1 ทำการแปลงกำลัง ก็สร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับ แผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกสู่อวกาศ ก่อให้เกิดการรบกวนการแผ่รังสี การเหนี่ยวนำแบบกระจายและความจุของหม้อแปลงจะสร้างการสั่น ซึ่งควบคู่กับวงจรอินพุต AC ผ่านความจุแบบกระจายระหว่างขั้นตอนปฐมภูมิของหม้อแปลง ก่อให้เกิดการรบกวนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า
เมื่อแรงดันเอาต์พุตค่อนข้างต่ำ ไดโอดเรียงกระแสเอาต์พุตจะทำงานในสถานะการสลับความถี่สูงและยังเป็นแหล่งกำเนิดของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าอีกด้วย
เนื่องจากการเหนี่ยวนำปรสิตและความจุทางแยกของลีดของไดโอด เช่นเดียวกับอิทธิพลของกระแสการกู้คืนแบบย้อนกลับ ไดโอดจึงทำงานที่อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าและกระแสสูง ยิ่งเวลาการกู้คืนแบบย้อนกลับของไดโอดนานขึ้น ผลกระทบของกระแสไฟฟ้าสูงสุดก็จะยิ่งมากขึ้น และสัญญาณรบกวนก็จะยิ่งแรงขึ้น ส่งผลให้เกิดการสั่นของการลดทอนความถี่สูง ซึ่งเป็นการรบกวนการนำโหมดดิฟเฟอเรนเชียล
สัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นทั้งหมดจะถูกส่งไปยังแหล่งพลังงานภายนอกผ่านสายไฟโลหะ เช่น สายไฟ สายสัญญาณ และสายดิน ซึ่งก่อให้เกิดการรบกวนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า การรบกวนจากการแผ่รังสีมีสาเหตุจากสัญญาณรบกวนที่แผ่ผ่านสายไฟและอุปกรณ์ หรือโดยสายเชื่อมต่อที่ทำหน้าที่เป็นเสาอากาศ
