Schéma návrhu elektromagnetické kompatibility vysokofrekvenčně stabilizovaného napájecího zdroje
Pokud problém s elektromagnetickým rušením (EMI), který existuje v samotném vysokofrekvenčním spínaném zdroji, není dobře vyřešen, nejenže snadno způsobí znečištění elektrické sítě, přímo ovlivní normální provoz jiných elektrických zařízení, ale také snadno vytvoří elektromagnetické znečištění prostoru, což má za následek problémy s vysokou elektromagnetickou kompatibilitou (EMC) frekvenčně spínaných napájecích zdrojů. Tento článek se zaměřuje na analýzu elektromagnetického rušení překračujícího standard 1200W (24V/50A) modulu vysokofrekvenčního spínaného zdroje použitého v obrazovce napájení železničního návěstidla a navrhuje opatření ke zlepšení.
Elektromagnetické rušení generované vysokofrekvenčním spínaným napájením lze rozdělit do dvou kategorií: vodivé rušení a radiační rušení. Porucha vedení se šíří střídavým zdrojem a frekvence je nižší než 30 MHz; radiační porucha se šíří prostorem a frekvence je 30-1000MHz.
Analýza zdroje elektromagnetického rušení vysokofrekvenčního spínaného zdroje
Usměrňovač, výkonová elektronka Q1 v obvodu, výkonové elektronky Q2~Q5, vysokofrekvenční transformátor T1 a výstupní usměrňovací diody D1-D2 v obvodu na obrázku 1b jsou hlavními zdroji elektromagnetického rušení, když pracuje vysokofrekvenční spínaný zdroj. . Konkrétně analyzujte, jak je uvedeno níže.
Vyšší harmonické generované procesem usměrňování usměrňovače budou generovat vedené a vyzařované rušení podél elektrického vedení.
Spínaná výkonová elektronka pracuje ve vysokofrekvenčním zapnutém a vypnutém stavu. Aby se snížila spínací ztráta, zlepšila se hustota výkonu a celková účinnost napájecího zdroje, spínací trubice se zapíná a vypíná rychleji a rychleji, obvykle během několika mikrosekund, a spínací trubice trvá zapnutí a vypnutí při takové rychlosti. rychlost tvoří rázové napětí a rázový proud, které budou generovat vysokofrekvenční a vysokonapěťové špičkové harmonické a vytvářejí elektromagnetické rušení prostorového a střídavého vstupního vedení.
Zatímco vysokofrekvenční transformátor T1 provádí přeměnu energie, generuje střídavé elektromagnetické pole a vyzařuje elektromagnetické vlny do prostoru, čímž vzniká radiační porucha. Rozložená indukčnost a kapacita transformátoru oscilují a jsou připojeny ke vstupní smyčce střídavého proudu prostřednictvím distribuované kapacity mezi primárním a sekundárním stupněm transformátoru, což vytváří poruchu vedení.
Při relativně nízkém výstupním napětí pracuje výstupní usměrňovací dioda ve vysokofrekvenčním spínacím stavu, který je také zdrojem elektromagnetického rušení.
Díky parazitní indukčnosti přívodních vodičů diody, existenci přechodové kapacity a vlivu zpětného zotavovacího proudu pracuje při velmi vysoké rychlosti změny napětí a proudu. Čím delší je doba zpětného zotavení diody, tím větší je dopad špičkového proudu. , čím silnější je signál poruchy, což má za následek vysokofrekvenční útlumové oscilace, což je porucha vedení v diferenciálním režimu.
Všechny tyto generované elektromagnetické signály jsou přenášeny do externího napájecího zdroje prostřednictvím kovových drátů, jako jsou elektrická vedení, signální vedení a zemnící vedení, aby se vytvořila vodivostní rušení. Vyzařované poruchy jsou způsobeny rušivými signály vyzařovanými přes vodiče a zařízení nebo přes propojovací vedení fungující jako antény.
