Harmonisen syntymisen syyt hakkurivirtalähteissä
Nykyaikaisissa elektroniikkalaitteissa hakkuriteholähde on laajalti käytetty virtalähde, jolla on pieni koko ja korkea hyötysuhde. Hakkuriteholähteet voivat kuitenkin synnyttää myös yliaaltoja, jotka vaikuttavat jossain määrin tehonsyötön laatuun ja sähköverkon vakauteen ja jopa uhkaavat piirejä ja laitteita. Siksi on välttämätöntä ratkaista kytkentävirtalähteen harmoninen ongelma.
Yliaalloilla tarkoitetaan sähköistä aaltomuotoa, jonka taajuus on korkeampi kuin perusaalto ja joka on tyypillisesti peräisin sellaisista tekijöistä kuin epälineaariset kuormat, ei-sinimuotoinen jännite ja sähkömagneettiset häiriöt. Hakkuriteholähteen toimintaperiaate määrää sen herkkyyden yliaaltojen muodostumiselle.
1. Kondensaattorin suodatuspiirin oikosulkuvaikutus
Hakkuriteholähteissä kondensaattorin suodatuspiirillä on pääasiassa rooli tehon lähdön sykkivän jännitteen vähentämisessä, mutta korkeataajuisissa olosuhteissa kondensaattorit ovat myös eräänlainen oikosulku. Oikosulku voi aiheuttaa harmonisia virtoja virtaamaan virransyöttöön, mikä aiheuttaa värähtelyjä johtimessa ja aiheuttaa melua ja lämpövaikutuksia.
2. Induktanssisuodatuspiirin resonanssivaikutus
Hakkuriteholähteissä induktanssin suodatuspiiriä käytetään pääasiassa estämään suurtaajuisia vaihteluita teholähteen lähdössä. Kun kuormitusvirta on hyvin pieni, induktanssi on resonanssitilassa, mikä synnyttää suurtaajuisia harmonisia virtoja. Syntynyt suurtaajuinen harmoninen virta aiheuttaa resonanssia tehokondensaattorissa ja linjainduktanssissa, mikä aiheuttaa suurtaajuista värähtelyä virran kulkiessa läpi.
3. Induktanssin takaisinkytkentäpiirin resonanssivaikutus
Resonanssitakaisinkytkentäpiiri on tärkeä suorituskyvyn ominaisuus hakkuriteholähteelle, joka jatkuvasti tarkkailee kuormitusta ja tehonsyöttöolosuhteita takaisinkytkentäohjaimen kautta, jotta tehoa voidaan säätää oikea-aikaisesti ja parantaa koko piirin hyötysuhdetta. Induktanssin takaisinkytkentäpiiri kuitenkin vähentää teholähteen lähtöjännitettä resonanssipiirin kautta, mikä lisää harmonisten virtojen muodostumista.
4. Työtaajuuden vaikutus
Mitä korkeampi hakkuriteholähteen toimintataajuus on, sitä korkeammat harmoniset ovat ja sitä enemmän syntyy harmonisia virtoja. Ja korkeataajuinen virta tuottaa suhteellisen suuria sähkömagneettisia aaltoja käämiin, mikä johtaa myös itse sähkölaitteen ja ilmalla täytettyjen sähkömagneettisten aaltojen keskinäiseen vaikutukseen.
