Schema de proiectare pentru compatibilitate electromagnetică a sursei de alimentare stabilizate de înaltă frecvență
Dacă problema de perturbare electromagnetică (EMI) existentă în sursa de alimentare cu comutare de înaltă frecvență în sine nu este tratată bine, nu numai că va cauza cu ușurință poluare rețelei electrice, ci va afecta direct funcționarea normală a altor echipamente electrice, dar și va forma cu ușurință electromagnetică. poluare în spațiu, ceea ce duce la probleme ridicate de compatibilitate electromagnetică (EMC) ale surselor de alimentare cu comutare de frecvență. Această lucrare se concentrează pe analiza perturbației electromagnetice care depășește standardul modulului de alimentare cu comutație de înaltă frecvență de 1200W (24V/50A) utilizat în ecranul de alimentare cu semnal feroviar și propune măsuri de îmbunătățire.
Perturbarea electromagnetică generată de alimentarea cu comutație de înaltă frecvență poate fi împărțită în două categorii: perturbații de conducție și perturbații de radiație. Perturbarea de conducere se propagă prin sursa de alimentare cu curent alternativ, iar frecvența este mai mică de 30MHz; perturbația radiației se propagă prin spațiu, iar frecvența este de 30-1000MHz.
Analiza sursei de perturbații electromagnetice a sursei de alimentare cu comutare de înaltă frecvență
Redresorul, tubul de putere Q1 din circuit, tuburile de putere Q2 ~ Q5, transformatorul de înaltă frecvență T1 și diodele redresoare de ieșire D1 ~ D2 din circuitul din Figura 1b sunt principalele surse de perturbare electromagnetică atunci când sursa de alimentare cu comutare de înaltă frecvență funcționează. . Analizați în mod specific ca mai jos.
Armonicile de ordin înalt generate de procesul de redresare a redresorului vor genera perturbații conduse și radiate de-a lungul liniei de alimentare.
Tubul de comutare de putere funcționează în starea de pornire și oprire de înaltă frecvență. Pentru a reduce pierderea de comutare, pentru a îmbunătăți densitatea puterii și eficiența generală a sursei de alimentare, tubul de comutare este pornit și oprit din ce în ce mai repede, în general în câteva microsecunde, iar tubul de comutare durează Pornirea și oprirea la un astfel de viteza formează supratensiunea și curentul de supratensiune, care vor genera armonici de vârf de înaltă frecvență și de înaltă tensiune și vor forma perturbări electromagnetice în spațiu și liniile de intrare AC.
În timp ce transformatorul de înaltă frecvență T1 realizează conversia puterii, generează un câmp electromagnetic alternant și radiază unde electromagnetice în spațiu, formând perturbări ale radiațiilor. Inductanța distribuită și capacitatea transformatorului oscilează și sunt cuplate la bucla de intrare AC prin capacitatea distribuită între etapele primare și secundare ale transformatorului, formând perturbații de conducere.
Când tensiunea de ieșire este relativ scăzută, dioda redresoare de ieșire funcționează într-o stare de comutare de înaltă frecvență, care este, de asemenea, o sursă de perturbații electromagnetice.
Datorită inductanței parazitare a firelor de plumb ale diodei, existenței capacității de joncțiune și influenței curentului de recuperare inversă, funcționează la o rată foarte mare de modificare a tensiunii și a curentului. Cu cât timpul de recuperare inversă al diodei este mai lung, cu atât este mai mare impactul curentului de vârf. , cu atât semnalul de perturbare este mai puternic, rezultând o oscilație de atenuare de înaltă frecvență, care este o perturbare a conducției în mod diferențial.
Toate aceste semnale electromagnetice generate sunt transmise la sursa de alimentare externă prin fire metalice, cum ar fi liniile electrice, liniile de semnal și liniile de împământare, pentru a forma perturbări de conducere. Perturbațiile radiate sunt cauzate de semnale perturbatoare care radiază prin conductori și dispozitive sau prin linii de interconectare care acționează ca antene.
