Konstrukční řešení s elektromagnetickou kompatibilitou pro vysokofrekvenční spínané zdroje
Pokud samotný vysokofrekvenční spínaný zdroj existuje v elektromagnetickém rušení (EMI), problém není dobře řešen, nejen že je snadné znečištění elektrické sítě, přímo ovlivňující běžnou práci jiných elektrických zařízení, a do prostoru je také snadné tvoří elektromagnetické znečištění, které způsobuje problémy s elektromagnetickou kompatibilitou (EMC) vysokofrekvenčního spínaného zdroje. Tento článek se zaměřuje na obrazovku napájecího zdroje železničního signálu využívající 1200W (24V/50A) modul vysokofrekvenčního spínaného zdroje elektromagnetického obtěžování přesahující standardní analýzu problému a navrhuje opatření ke zlepšení.
Elektromagnetické rušení vysokofrekvenčního spínaného zdroje lze rozdělit do dvou kategorií: rušení vedením a rušení vyzařované. Obtíže způsobené šířením střídavého zdroje, frekvence je nižší než 30 MHz; vyzařované obtěžování prostřednictvím šíření prostoru, frekvence 30 ~ 1000 MHz.
Analýza zdroje elektromagnetického rušení vysokofrekvenčního spínaného zdroje
V obvodu usměrňovače, výkonová elektronka Q1, na obrázku 1b obvod výkonové elektronky Q2 ~ Q5, vysokofrekvenční transformátor T1, výstupní usměrňovací diody D1 ~ D2 jsou vysokofrekvenční spínané napájecí zdroje, které vytvářejí elektromagnetické obtěžování hlavního zdroje obtěžování, konkrétně analyzované následovně.
Proces usměrňování usměrňovače generuje vysoké harmonické podél elektrického vedení, aby generoval rušivé vedení a vyzařování.
Spínací výkonová elektronka pracuje ve stavu vysokofrekvenčního vedení a odpojení, aby se snížila spínací ztráta a zlepšila se hustota výkonu a celková účinnost napájecího zdroje, spínací elektronka se zapíná a vypíná rychleji a rychleji, obecně během několika mikrosekund se spínací elektronka zapíná a vypíná takovou rychlostí, která tvoří náběhové napětí a náběhový proud, a generuje vysokofrekvenční a vysokonapěťové vrcholové harmonické, které budou elektromagneticky obtěžovat prostor a AC vstupní linka.
Vysokofrekvenční transformátor T1 současně provádí přeměnu energie, generuje střídavé elektromagnetické pole, vyzařuje elektromagnetické vlny do prostoru a vytváří obtěžující záření. Rozložená indukčnost a kapacita transformátoru generují oscilace a jsou spojeny se vstupním střídavým obvodem prostřednictvím distribuované kapacity mezi počátečními stupni transformátoru, čímž dochází k obtěžování vedením.
V případě relativně nízkého výstupního napětí pracuje výstupní usměrňovací dioda ve vysokofrekvenčním spínacím stavu, což je také zdrojem elektromagnetického rušení.
Vzhledem k parazitní indukčnosti diodového vodiče, kapacitě přechodu a přítomnosti zpětného zotavovacího proudu, takže pracuje s velmi vysokou rychlostí změny napětí a proudu, čím delší je doba zpětného zotavení diody, tím větší je dopad špičky proudu, tím silnější je rušivý signál, který vytváří vysokofrekvenční útlum oscilací, což je druh obtěžování prováděného diferenciálním režimem.
Všechny tyto elektromagnetické signály generované přes napájecí kabel, signální drát, zemnící drát a další kovové dráty přenášené do externího napájecího zdroje, aby vytvořily rušivé vedení. Prostřednictvím vyzařování vodiče a zařízení nebo působením jako anténa propojuje vedení vyzařování rušivého signálu způsobeného radiačním obtěžováním.
3, pro vysokofrekvenční spínaný zdroj elektromagnetické obtěžování elektromagnetické kompatibility designu
Vstup spínaného napájecího zdroje a napájecí filtr potlačují vysoké harmonické generované spínaným napájecím zdrojem.
Vstupní a výstupní elektrické vedení s feritovým prstencem na jedné straně k potlačení vysokofrekvenčního proudového vedení v běžném režimu a na druhé straně ke snížení rušivé energie vyzařované elektrickým vedením.
Elektrické vedení co nejblíže k zemi, aby se zmenšila oblast smyčky vyzařování diferenciálního módu; vstupní AC napájecí vedení a výstupní DC napájecí vedení oddělují vyrovnání, čímž se snižuje elektromagnetické spojení mezi vstupem a výstupem; signální vedení daleko od elektrického vedení, blízko zarovnání zemního vedení a zarovnání by nemělo být příliš dlouhé, aby se zmenšila oblast smyčky obvodu; Šířku čáry desky plošných spojů nelze náhle změnit, roh rohu pomocí zaobleného přechodu, pokud je to možné, nepoužívejte pravý úhel nebo ostré rohy.
Čip a MOS spínací elektronka instalace oddělovacího kondenzátoru, jeho umístění co nejblíže k paralelně zapojenému zdroji v zařízení a zemnicímu kolíku.
Vzhledem k existenci zemnícího vodiče Ldi/dt, deska PCB a šasi nepřímo používají připojení měděným sloupkem, nejsou vhodné pro připojení měděných sloupků pomocí silnějších vodičů a jsou blízko země.
Přidejte RC absorpční obvody na oba konce spínací trubice a také výstupní usměrňovací diodu pro absorpci rázového napětí.