Analiza surselor de perturbații electromagnetice în sursele de alimentare cu comutare de înaltă frecvență
Dacă problema interferenței electromagnetice (EMI) existentă în sursa de alimentare cu comutare de înaltă frecvență în sine nu este tratată corespunzător, nu este doar ușor să provocați poluarea rețelei electrice, afectând direct funcționarea normală a altor echipamente electrice, ci și ușor de formează poluare electromagnetică în spațiul de intrare, rezultând problema de compatibilitate electromagnetică (EMC) a sursei de alimentare cu comutare de înaltă frecvență. Acest articol se concentrează pe analiza interferențelor electromagnetice care depășesc standardul în modulul de alimentare cu comutație de înaltă frecvență de 1200W (24V/50A) utilizat în ecranele de alimentare cu semnal feroviar și propune măsuri de îmbunătățire.
Perturbațiile electromagnetice generate de sursele de alimentare cu comutație de înaltă frecvență pot fi împărțite în două categorii: perturbații conduse și perturbații radiate. Perturbațiile conduse se propagă prin surse de curent alternativ cu frecvențe sub 30MHz; Perturbarea radiațiilor se propagă prin spațiu, cu frecvențe cuprinse între 30 și 1000 MHz.
Armonicile de ordin înalt generate în timpul procesului de redresare a redresorului vor genera perturbări de conducție și radiații de-a lungul liniei de alimentare.
Tranzistoarele de putere comutatoare funcționează în stări de conducere de înaltă frecvență și de întrerupere. Pentru a reduce pierderile de comutare, pentru a îmbunătăți densitatea puterii și eficiența generală, viteza de deschidere și închidere a tranzistorului comutator devine din ce în ce mai rapidă, de obicei în câteva microsecunde. Tranzistorul comutator se deschide și se închide la această viteză, formând supratensiune și curent de supratensiune, care vor genera armonici de vârf de înaltă frecvență și de înaltă tensiune și interferențe electromagnetice pe liniile de intrare în spațiu și AC.
În același timp, transformatorul de înaltă frecvență T1 realizează transformarea puterii, generează câmpuri electromagnetice alternante, radiind unde electromagnetice în spațiu, formând perturbări de radiație. Inductanța distribuită și capacitatea transformatorului generează oscilații, care sunt cuplate la circuitul de intrare AC prin capacitatea distribuită între treptele primare ale transformatorului, formând perturbații conductoare.
Când tensiunea de ieșire este relativ scăzută, dioda redresoare de ieșire funcționează într-o stare de comutare de înaltă frecvență și este, de asemenea, o sursă de interferență electromagnetică.
Datorită inductanței parazitare și capacității de joncțiune a conductorului diodei, precum și influenței curentului de recuperare inversă, funcționează la viteze de schimbare a tensiunii și curentului înalte. Cu cât timpul de recuperare invers al diodei este mai lung, cu atât este mai mare impactul curentului de vârf și semnalul de perturbare este mai puternic, rezultând o oscilație de atenuare de înaltă frecvență, care este o perturbare a conducției în mod diferențial.
Toate semnalele electromagnetice generate sunt transmise la surse de alimentare externe prin fire metalice, cum ar fi liniile de alimentare, liniile de semnal și firele de împământare, formând perturbații conductoare. Perturbațiile radiate sunt cauzate de semnale de interferență radiate prin fire și dispozitive sau prin fire de interconectare care acționează ca antene.
