Shema načrtovanja elektromagnetne združljivosti visokofrekvenčnega stabiliziranega napajalnika
Če težave z elektromagnetnimi motnjami (EMI), ki obstaja v samem visokofrekvenčnem preklopnem napajalniku, ne obravnavamo dobro, ne bo le zlahka povzročilo onesnaženja električnega omrežja, neposredno vplivalo na normalno delovanje druge električne opreme, ampak tudi zlahka povzročilo elektromagnetno onesnaževanje v prostoru, kar ima za posledico visoke težave z elektromagnetno združljivostjo (EMC) frekvenčno stikalnih napajalnikov. Ta dokument se osredotoča na analizo elektromagnetnih motenj, ki presegajo standard visokofrekvenčnega preklopnega napajalnega modula 1200 W (24 V/50 A), ki se uporablja v zaslonu za napajanje železniškega signala, in predlaga ukrepe za izboljšanje.
Elektromagnetne motnje, ki jih povzroča visokofrekvenčno stikalno napajanje, lahko razdelimo v dve kategoriji: motnje prevodnosti in motnje sevanja. Prevodna motnja se širi skozi napajalnik z izmeničnim tokom, frekvenca pa je nižja od 30MHz; sevalna motnja se širi po prostoru, frekvenca pa je 30-1000MHz.
Analiza vira elektromagnetnih motenj visokofrekvenčnega stikalnega napajanja
Usmernik, napajalna cev Q1 v vezju, napajalne cevi Q2~Q5, visokofrekvenčni transformator T1 in izhodne usmerniške diode D1~D2 v vezju na sliki 1b so glavni viri elektromagnetnih motenj, ko deluje visokofrekvenčno stikalno napajanje. . Konkretno analizirajte, kot je prikazano spodaj.
Harmoniki visokega reda, ki nastanejo s procesom usmerjanja usmernika, bodo ustvarili prevodne in sevane motnje vzdolž daljnovoda.
Preklopna napajalna cev deluje v visokofrekvenčnem vklopljenem in izklopljenem stanju. Da bi zmanjšali preklopne izgube, izboljšali gostoto moči in splošno učinkovitost napajanja, se preklopna cev vklaplja in izklaplja hitreje in hitreje, običajno v nekaj mikrosekundah, preklopna cev pa se vklopi in izklopi pri tako hitrost tvori udarno napetost in udarni tok, ki bo ustvaril visokofrekvenčne in visokonapetostne temenske harmonike ter povzročil elektromagnetne motnje v prostoru in vhodnih vodih AC.
Medtem ko visokofrekvenčni transformator T1 izvaja pretvorbo moči, ustvarja izmenično elektromagnetno polje in seva elektromagnetne valove v vesolje, ki tvorijo sevalne motnje. Porazdeljena induktivnost in kapacitivnost transformatorja oscilirata in sta povezani z vhodno zanko izmeničnega toka prek porazdeljene kapacitivnosti med primarno in sekundarno stopnjo transformatorja, kar povzroča prevodne motnje.
Ko je izhodna napetost relativno nizka, deluje izhodna usmerniška dioda v visokofrekvenčnem preklopnem stanju, kar je tudi vir elektromagnetnih motenj.
Zaradi parazitske induktivnosti vodilnih žic diode, obstoja spojne kapacitivnosti in vpliva povratnega povratnega toka deluje pri zelo visoki stopnji spremembe napetosti in toka. Daljši kot je povratni obnovitveni čas diode, večji je vpliv koničnega toka. , močnejši je signal motnje, kar ima za posledico visokofrekvenčno dušenje oscilacije, ki je prevodna motnja v diferencialnem načinu.
Vsi ti ustvarjeni elektromagnetni signali se prenašajo v zunanji napajalnik prek kovinskih žic, kot so napajalni vodi, signalni vodi in ozemljitveni vodi, da nastanejo motnje prevodnosti. Sevane motnje povzročajo moteči signali, ki sevajo skozi vodnike in naprave ali prek povezovalnih vodov, ki delujejo kot antene.
