Dizajnové riešenie elektromagnetickej kompatibility pre vysokofrekvenčné spínané zdroje
Ak samotný vysokofrekvenčný spínaný napájací zdroj existuje v elektromagnetickom rušení (EMI), problém nie je dobre riešený, nielenže je ľahké znečistiť elektrickú sieť, priamo ovplyvňuje normálnu prácu iných elektrických zariadení a je tiež ľahké sa dostať do priestoru. vytvárajú elektromagnetické znečistenie, ktoré spôsobuje problémy s elektromagnetickou kompatibilitou (EMC) vysokofrekvenčného spínaného zdroja. Tento článok sa zameriava na obrazovku napájania železničného signálu pomocou 1200W (24V/50A) vysokofrekvenčného spínaného napájacieho modulu elektromagnetického obťažovania presahujúceho štandardnú analýzu problémov a navrhuje opatrenia na zlepšenie.
Elektromagnetické obťažovanie vysokofrekvenčného spínaného napájacieho zdroja možno rozdeliť do dvoch kategórií: obťažovanie vedením a vyžarované obťažovanie. Obťažovanie spôsobené šírením AC napájania, frekvencia je nižšia ako 30 MHz; vyžarované obťažovanie cez priestorové šírenie, frekvencia 30 ~ 1000 MHz.
Analýza vysokofrekvenčného spínaného zdroja elektromagnetického obťažovania
V obvode usmerňovača, výkonová elektrónka Q1, na obrázku 1b obvod výkonovej elektrónky Q2 ~ Q5, vysokofrekvenčný transformátor T1, výstupné usmerňovacie diódy D1 ~ D2 sú vysokofrekvenčné spínané napájacie zdroje, ktoré spôsobujú elektromagnetické obťažovanie hlavného zdroje obťažovania, konkrétne analyzované nasledovne.
Proces usmerňovania usmerňovača generuje vysoké harmonické pozdĺž elektrického vedenia, aby generoval rušivé vedenie a vyžarovanie.
Spínacia výkonová elektrónka pracuje v stave vysokofrekvenčného vedenia a vypnutia, aby sa znížila spínacia strata a zlepšila sa hustota výkonu a celková účinnosť napájacieho zdroja, spínacia elektrónka sa zapína a vypína rýchlejšie a rýchlejšie, vo všeobecnosti v priebehu niekoľkých mikrosekúnd sa spínacia elektrónka zapína a vypína takou rýchlosťou, ktorá tvorí nábehové napätie a nábehový prúd a generuje vysokofrekvenčné a vysokonapäťové vrcholové harmonické, ktoré spôsobia elektromagnetické obťažovanie priestoru a Vstupná linka striedavého prúdu.
Vysokofrekvenčný transformátor T1 súčasne vykonáva konverziu energie, generuje striedavé elektromagnetické pole, vyžaruje elektromagnetické vlny do priestoru, čím vytvára obťažujúce žiarenie. Rozložená indukčnosť a kapacita transformátora generujú oscilácie a sú prepojené so vstupným obvodom striedavého prúdu prostredníctvom rozloženej kapacity medzi počiatočnými stupňami transformátora, čo spôsobuje obťažovanie vedením.
V prípade relatívne nízkeho výstupného napätia pracuje výstupná usmerňovacia dióda vo vysokofrekvenčnom spínacom stave, čo je tiež zdrojom elektromagnetického rušenia.
Kvôli parazitnej indukčnosti diódového vodiča, kapacite prechodu a prítomnosti spätného zotavovacieho prúdu, takže funguje pri veľmi vysokej rýchlosti zmeny napätia a prúdu, čím dlhší je čas spätného zotavenia diódy, tým väčší je vplyv špičky prúd, tým silnejší je rušivý signál, ktorý vytvára vysokofrekvenčné tlmenie oscilácií, čo je druh obťažovania vykonávaného diferenciálnym režimom.
Všetky tieto elektromagnetické signály generované napájacím káblom, signálnym vodičom, uzemňovacím vodičom a inými kovovými vodičmi sa prenášajú do externého napájacieho zdroja, čím vytvárajú obťažovanie vedením. Prostredníctvom vyžarovania vodiča a zariadenia alebo tým, že pôsobí ako anténa prepojujúca vedenie, vyžaruje rušivý signál spôsobený obťažovaním žiarením.
3, pre vysokofrekvenčné spínané napájanie elektromagnetické obťažovanie dizajnu elektromagnetickej kompatibility
Vstup spínaného zdroja plus napájací filter zabraňujú vysokým harmonickým generovaným spínaným zdrojom.
Vstupné a výstupné elektrické vedenia s feritovým prstencom na jednej strane na potlačenie vysokofrekvenčného elektrického vedenia so spoločným režimom a na druhej strane na zníženie rušivej energie vyžarovanej cez elektrické vedenie.
Elektrické vedenie čo najbližšie k zemi, aby sa zmenšila oblasť slučky žiarenia diferenciálneho režimu; vstupné striedavé napájacie vedenie a výstupné jednosmerné napájacie vedenie oddelené zarovnanie, čím sa znižuje elektromagnetické spojenie medzi vstupom a výstupom; signálne vedenia preč od elektrického vedenia, blízko zarovnania pozemného vedenia a zarovnanie by nemalo byť príliš dlhé, aby sa zmenšila oblasť slučky obvodu; Šírka čiary dosky plošných spojov sa nedá náhle zmeniť, roh rohu pomocou zaobleného prechodu, pokiaľ je to možné, nepoužívajte pravý uhol alebo ostré rohy.
Čip a MOS spínacia trubica inštalačný oddeľovací kondenzátor, jeho umiestnenie čo najbližšie k paralelne zapojenému zdroju v zariadení a zemniaci kolík.
Vzhľadom na existenciu uzemňovacieho vodiča Ldi/dt, doska plošných spojov a šasi nepriamo využívajúce spojenie medeným stĺpikom, nie je vhodné na spojenie medeným stĺpikom pomocou hrubších drôtov a je blízko zeme.
Pridajte RC absorpčné obvody na oba konce spínacej trubice, ako aj výstupnú usmerňovaciu diódu na absorbovanie rázového napätia.
