Schéma navrhovania elektromagnetickej kompatibility pre vysokofrekvenčné prepínanie napájania
Ak sa problém s elektromagnetickým interferenciou (EMI) samotného napájacieho zdroja s vysokou frekvenciou nie je správne zaobchádzané, nielen ľahko znečisťuje mriežku energie a priamo ovplyvňuje normálnu prevádzku iných elektrických zariadení, ale pri prenose elektromagnetického prepínania sa tiež ľahko vytvára problém s elektromagnetickým znečistením. Tento článok sa zameriava na analýzu elektromagnetického rušenia presahujúceho štandard v vysokofrekvenčnom prepínačovom výkonovom module s výkonom 1200 W (24 V/50A) používaného v paneloch napájacieho napájacieho železničného signálu a navrhuje opatrenia na zlepšenie.
Elektromagnetické interferencie generované vysokofrekvenčnými prepínajúcimi napájacími zdrojmi možno rozdeliť do dvoch kategórií: vykonané interferencie a vyžarované interferencie. Vykonané poruchy sa šíria prostredníctvom zdrojov energie striedavého prúdu s frekvenciami pod 30 MHz; Porucha žiarenia sa šíri priestorom, pričom frekvencie sa pohybujú od 30 do 1 000 MHz.
Analýza zdrojov elektromagnetického rušenia pri vysokovýkonnom prepínaní napájania
Usmerňovač a tranzistor Q1 v obvode, ako aj výkonové tranzistory Q2 až Q5, vysokofrekvenčný transformátor T1 a výstupné usmerňovacie diódy D1 na D2 v obvode znázornenom na obrázku 1B, sú hlavnými zdrojmi elektromagnetického interferencie generovaného počas prevádzky vysokofrekvenčných vypínajúcich zdrojov. Špecifická analýza je nasledovná.
Harmonické harmoniky vysokého poriadku generované počas rektifikačného procesu usmerňovača budú generovať vykonané a vyžarované poruchy pozdĺž elektrického vedenia.
Prepínacie elektrické tranzistory fungujú vo vysokofrekvenčných vodivých a medzných stavoch. Aby sa znížilo straty prepínania, zlepšili hustotu energie a celkovú účinnosť, rýchlosť otvárania a zatvárania prepínania tranzistorov je rýchlejšia a rýchlejšia. Všeobecne platí, že v niekoľkých mikrosekundách sa prepínanie tranzistorov otvoria a zatvárajú pri tejto rýchlosti, čím sa vytvorí prepätné napätie a prúdový prúd, ktorý bude generovať vysokofrekvenčné a vysoko napäté maximálne harmonika, čo spôsobí elektromagnetické interferencie do vstupných vedení priestoru a striedavého prúdu.
V rovnakom čase, keď vysokofrekvenčný transformátor T1 vykonáva konverziu výkonu, generuje striedavé elektromagnetické pole, ktoré vyžaruje elektromagnetické vlny do vesmíru a vytvára poruchy žiarenia. Distribuovaná indukčnosť a kapacita transformátora osciluje a pár do vstupného obvodu striedavého prúdu cez distribuovanú kapacitu medzi primárnymi štádiami transformátora, čím sa vytvorili poruchy.
Ak je výstupné napätie relatívne nízke, dióda výstupného usmerňovača pracuje vo vysokofrekvenčnom spínacom stave a je tiež zdrojom elektromagnetického rušenia.
Vzhľadom na parazitickú indukčnú a križovatku kapacita diódy, ako aj vplyv reverzného obnovovacieho prúdu, pracuje pri vysokom napätí a miere zmeny prúdu. Čím dlhší je spätný čas zotavenia diódy, tým väčší je vplyv špičkového prúdu a silnejší poruchový signál, čo vedie k vysokofrekvenčnému oscilácii útlmu, čo je typ narušenia diferenciálneho režimu.
