Oblikovalska rešitev za elektromagnetno združljivost za visokofrekvenčne stikalne napajalnike
Če sam visokofrekvenčni preklopni napajalnik obstaja v problemu elektromagnetnih motenj (EMI), se ne obravnava dobro, ne le enostavno pri onesnaževanju električnega omrežja, ki neposredno vpliva na normalno delo druge električne opreme, in v prostor je tudi enostavno tvorijo elektromagnetno onesnaženje, kar povzroča težave z elektromagnetno združljivostjo (EMC) visokofrekvenčnega preklopnega napajalnika. Ta dokument se osredotoča na zaslon napajanja železniškega signala z uporabo 1200 W (24 V/50 A) visokofrekvenčnega preklopnega napajalnega modula elektromagnetnega nadlegovanja, ki presega standardno analizo težav, in predlaga ukrepe za izboljšanje.
Moteče elektromagnetne motnje visokofrekvenčnega preklopnega napajalnika lahko razdelimo v dve kategoriji: motnje po prevodu in motnje zaradi sevanja. Prevedena motnja prek širjenja napajalnika izmeničnega toka, frekvenca je nižja od 30MHz; sevalna motnja skozi prostorsko širjenje, frekvenca 30 ~ 1000MHz.
Analiza vira elektromagnetnega nadlegovanja visokofrekvenčnega preklopnega napajalnika
V vezju usmernika, napajalna cev Q1, na sliki 1b vezje napajalne cevi Q2 ~ Q5, visokofrekvenčni transformator T1, izhodne usmerniške diode D1 ~ D2 so visokofrekvenčni preklopni napajalnik, ki ustvarja elektromagnetno nadlegovanje glavnega viri nadlegovanja, posebej analizirani na naslednji način.
Postopek usmerjevalnika ustvarja visoke harmonike vzdolž napajalnega voda, ki povzročajo prevodne in sevane motnje.
Preklopna napajalna cev deluje v stanju visokofrekvenčnega prevoda in izklopa, da bi zmanjšali preklopne izgube in izboljšali gostoto moči ter splošno učinkovitost napajanja, se preklopna cev vklopi in izklopi hitreje in hitreje, na splošno v nekaj mikrosekundah se preklopna cev vklopi in izklopi s takšno hitrostjo, ki tvori zagonsko napetost in zagonski tok, in bo ustvarila visokofrekvenčne in visokonapetostne konične harmonike, ki bodo povzročali elektromagnetne motnje v prostoru in AC vhodna linija.
Visokofrekvenčni transformator T1 hkrati izvaja pretvorbo moči, ustvarja izmenično elektromagnetno polje, ki seva elektromagnetne valove v vesolje, kar povzroča motnje sevanja. Porazdeljena induktivnost in kapacitivnost transformatorja ustvarjata nihanja in sta povezani z vhodnim tokokrogom izmeničnega toka prek porazdeljene kapacitivnosti med začetnimi stopnjami transformatorja, kar povzroča prevodne motnje.
V primeru relativno nizke izhodne napetosti deluje izhodna usmerniška dioda v visokofrekvenčnem stikalnem stanju, kar je tudi vir elektromagnetnega nadlegovanja.
Zaradi parazitske induktivnosti vodila diode, kapacitivnosti spoja in prisotnosti povratnega obnovitvenega toka, tako da deluje pri zelo visoki stopnji spremembe napetosti in toka, daljši kot je čas povratne obnovitve diode, večji je vpliv konice toka, močnejši je moteči signal, ki povzroči visokofrekvenčno dušenje nihanj, kar je nekakšno nadlegovanje diferencialnega načina.
Vsi ti elektromagnetni signali, ustvarjeni prek napajalnega kabla, signalne žice, ozemljitvene žice in drugih kovinskih žic, se prenašajo na zunanji napajalnik in tvorijo prevodno motnjo. Prek sevanja prevodnika in naprave ali tako, da deluje kot antenska medsebojna povezava, sevanje motečega signala, ki ga povzroča nadlegovanje zaradi sevanja.
3, za visokofrekvenčno preklopno napajanje elektromagnetno nadlegovanje zasnove elektromagnetne združljivosti
Vhod preklopnega napajalnika in napajalni filter zavirajo visoke harmonike, ki jih ustvarja preklopni napajalnik.
Vhodni in izhodni napajalni vodi s feritnim obročem na eni strani za zatiranje visokofrekvenčnega običajnega napajalnega voda, na drugi strani pa za zmanjšanje moteče energije, ki seva skozi napajalni vod.
Električni vod čim bližje tlom, da se zmanjša območje zanke sevanja diferencialnega načina; vhodni napajalni vod izmeničnega toka in izhodni napajalni vod enosmernega toka sta ločeni poravnavi, kar zmanjša elektromagnetno sklopitev med vhodom in izhodom; signalni vodi stran od električnega voda, blizu poravnave ozemljitvenega voda in poravnava ne sme biti predolga, da se zmanjša območje zanke vezja; Širine črte PCB plošče ni mogoče nenadoma spremeniti, kotiček vogala z zaobljenim prehodom, kolikor je to mogoče, ne uporabljajte pravega kota ali ostrih vogalov.
Čip in MOS stikalna cev namestitev ločitveni kondenzator, njegova lokacija čim bližje napajalniku, ki je vzporedno priključen v napravi in ozemljitveni zatič.
Zaradi obstoja ozemljitvenega vodnika Ldi/dt plošča tiskanega vezja in ohišje posredno uporabljata bakreno povezavo, ki ni primerna za bakreno povezavo z debelejšimi žicami in blizu tal.
Dodajte RC absorpcijska vezja na obeh koncih preklopne cevi in izhodne usmerniške diode za absorbcijo udarne napetosti.
