Shema dizajna elektromagnetne kompatibilnosti visokofrekventnog stabiliziranog napajanja
Ako se problem elektromagnetnih smetnji (EMI) koji postoji u samom visokofrekventnom prekidačkom napajanju ne riješi dobro, ne samo da će lako uzrokovati zagađenje električne mreže, direktno utjecati na normalan rad druge električne opreme, već će i lako stvoriti elektromagnetnu zagađenje u prostoru, što rezultira problemima visoke elektromagnetne kompatibilnosti (EMC) frekvencijskih prekidačkih izvora napajanja. Ovaj rad se fokusira na analizu elektromagnetnih smetnji koje prevazilaze standard 1200W (24V/50A) visokofrekventnog modula prekidačkog napajanja koji se koristi u ekranu napajanja željezničkog signala i predlaže mjere poboljšanja.
Elektromagnetne smetnje koje stvaraju visokofrekventno prekidačko napajanje mogu se podijeliti u dvije kategorije: smetnje provodljivosti i smetnje zračenja. Poremećaj provodljivosti se širi kroz AC napajanje, a frekvencija je niža od 30MHz; smetnja zračenja se širi kroz prostor, a frekvencija je 30-1000MHz.
Analiza izvora elektromagnetnih smetnji visokofrekventnog prekidačkog napajanja
Ispravljač, strujna cijev Q1 u kolu, strujne cijevi Q2~Q5, visokofrekventni transformator T1 i izlazne ispravljačke diode D1~D2 u kolu na slici 1b su glavni izvori elektromagnetnih smetnji kada radi visokofrekventno prekidačko napajanje. . Konkretno analizirajte kao u nastavku.
Harmonici visokog reda generirani procesom ispravljanja ispravljača će generirati vođene i zračene smetnje duž dalekovoda.
Preklopna strujna cijev radi u visokofrekventnom uključenom i isključenom stanju. Kako bi se smanjili gubici pri prebacivanju, poboljšala gustoća snage i ukupna efikasnost napajanja, sklopna cijev se uključuje i isključuje sve brže i brže, uglavnom za nekoliko mikrosekundi, a prekidačka cijev se uključuje i isključuje pri takvoj brzina formira udarni napon i udarnu struju, koji će generirati visokofrekventne i visokonaponske vršne harmonike i formirati elektromagnetne smetnje u prostornim i AC ulaznim linijama.
Dok visokofrekventni transformator T1 vrši konverziju snage, on stvara naizmjenično elektromagnetno polje i zrači elektromagnetne valove u svemir, stvarajući radijacijske smetnje. Distribuirana induktivnost i kapacitivnost transformatora osciliraju i spregnuti su na ulaznu petlju naizmjenične struje kroz raspoređeni kapacitet između primarnog i sekundarnog stupnja transformatora, stvarajući poremećaj provodljivosti.
Kada je izlazni napon relativno nizak, izlazna ispravljačka dioda radi u visokofrekventnom prekidačkom stanju, što je također izvor elektromagnetnih smetnji.
Zbog parazitske induktivnosti vodećih žica diode, postojanja spojnog kapaciteta i utjecaja obrnute povratne struje, radi pri vrlo visokoj brzini promjene napona i struje. Što je duže vrijeme povratnog oporavka diode, veći je utjecaj vršne struje. , jači je signal smetnje, što rezultira oscilacijom prigušenja visoke frekvencije, što je poremećaj provodljivosti diferencijalnog moda.
Svi ovi generirani elektromagnetski signali se prenose do vanjskog napajanja putem metalnih žica kao što su strujni vodovi, signalni vodovi i vodovi za uzemljenje kako bi formirali smetnje u provodljivosti. Zračene smetnje su uzrokovane ometajućim signalima koji zrače kroz provodnike i uređaje ili kroz međusobne vodove koji djeluju kao antene.
