Shema dizajna elektromagnetske kompatibilnosti visokofrekventnog stabiliziranog napajanja
Ako se problem elektromagnetskih smetnji (EMI) koji postoji u samom visokofrekventnom prekidačkom napajanju ne riješi dobro, ne samo da će lako uzrokovati onečišćenje električne mreže, izravno utjecati na normalan rad druge električne opreme, već će također lako stvoriti elektromagnetsko onečišćenja u prostor, što dovodi do velikih problema s elektromagnetskom kompatibilnošću (EMC) izvora napajanja s proklopnom frekvencijom. Ovaj se rad usredotočuje na analizu elektromagnetskih smetnji koje prelaze standard visokofrekventnog prekidačkog modula napajanja od 1200 W (24 V/50 A) koji se koristi u zaslonu napajanja željezničkog signala, te predlaže mjere poboljšanja.
Elektromagnetske smetnje koje stvara visokofrekventno sklopno napajanje mogu se podijeliti u dvije kategorije: smetnje provođenja i smetnje zračenja. Poremećaj provođenja širi se kroz AC napajanje, a frekvencija je niža od 30MHz; smetnja zračenja širi se prostorom, a frekvencija je 30-1000MHz.
Analiza izvora elektromagnetskih smetnji visokofrekventnog prekidačkog napajanja
Ispravljač, energetska cijev Q1 u krugu, energetske cijevi Q2~Q5, visokofrekventni transformator T1 i izlazne ispravljačke diode D1~D2 u krugu na slici 1b glavni su izvori elektromagnetskih smetnji kada visokofrekventno prekidačko napajanje radi . Konkretno analizirajte kao u nastavku.
Harmonici visokog reda generirani procesom ispravljanja ispravljača će generirati dirigirane i zračene smetnje duž dalekovoda.
Preklopna energetska cijev radi u visokofrekventnom uključenom i isključenom stanju. Kako bi se smanjio gubitak pri prebacivanju, poboljšala gustoća snage i ukupna učinkovitost napajanja, preklopna cijev se uključuje i isključuje sve brže i brže, općenito u nekoliko mikrosekundi, a preklopna cijev se uključuje i isključuje na takav način brzina stvara udarni napon i udarnu struju, koji će generirati visokofrekventne i visokonaponske vršne harmonike i stvoriti elektromagnetske smetnje u prostoru i AC ulaznim vodovima.
Dok visokofrekventni transformator T1 vrši pretvorbu snage, on stvara izmjenično elektromagnetsko polje i zrači elektromagnetske valove u prostor stvarajući smetnju zračenja. Distribuirani induktivitet i kapacitet transformatora osciliraju i povezani su s ulaznom petljom izmjenične struje preko raspodijeljenog kapaciteta između primarnog i sekundarnog stupnja transformatora, stvarajući smetnju vodljivosti.
Kada je izlazni napon relativno nizak, izlazna ispravljačka dioda radi u visokofrekventnom sklopnom stanju, što je također izvor elektromagnetskih smetnji.
Zbog parazitskog induktiviteta vodećih žica diode, postojanja spojnog kapaciteta i utjecaja reverzne povratne struje, radi s vrlo velikom brzinom promjene napona i struje. Što je duže obrnuto vrijeme oporavka diode, veći je utjecaj vršne struje. , jači je signal smetnje, što rezultira visokofrekventnim oscilacijama prigušenja, što je poremećaj provođenja diferencijalnog načina.
Svi ti generirani elektromagnetski signali prenose se na vanjsko napajanje putem metalnih žica kao što su dalekovodi, signalni vodovi i vodovi za uzemljenje kako bi se stvorile smetnje vodljivosti. Zračene smetnje uzrokovane su ometajućim signalima koji zrače kroz vodiče i uređaje ili kroz međusobno spojene vodove koji djeluju kao antene.
