Rozwiązanie projektowe zapewniające kompatybilność elektromagnetyczną dla zasilaczy impulsowych wysokiej częstotliwości
Jeśli sam zasilacz impulsowy o wysokiej częstotliwości występuje w przypadku zakłóceń elektromagnetycznych (EMI), problem nie jest dobrze rozwiązany, nie tylko łatwo powoduje zanieczyszczenie sieci energetycznej, bezpośrednio wpływając na normalną pracę innego sprzętu elektrycznego, ale także łatwo jest dostać się do przestrzeni powodują zanieczyszczenie elektromagnetyczne, które powoduje problemy ze kompatybilnością elektromagnetyczną (EMC) zasilaczy impulsowych o wysokiej częstotliwości. W artykule skupiono się na ekranie zasilania sygnału kolejowego wykorzystującym moduł zasilacza impulsowego o mocy 1200 W (24 V/50 A) o wysokiej częstotliwości, który przekracza standardową analizę problemu i zaproponowano środki ulepszające.
Zakłócenia elektromagnetyczne zasilaczy impulsowych o wysokiej częstotliwości można podzielić na dwie kategorie: zakłócenia przewodzone i zakłócenia promieniowane. Przewodzone zakłócenia poprzez propagację zasilania prądem przemiennym, częstotliwość jest niższa niż 30 MHz; Promieniowane uciążliwości poprzez propagację kosmiczną, częstotliwość 30 ~ 1000 MHz.
Analiza źródła zakłóceń elektromagnetycznych zasilaczy impulsowych wysokiej częstotliwości
W obwodzie prostownika, lampie mocy Q1, na rysunku 1b, obwodzie lampy mocy Q2 ~ Q5, transformatorze wysokiej częstotliwości T1, wyjściowe diody prostownicze D1 ~ D2 są zasilaczami impulsowymi o wysokiej częstotliwości, które powodują zakłócenia elektromagnetyczne sieci głównej źródła molestowania, szczegółowo przeanalizowane w następujący sposób.
Proces prostowania prostownika generuje wysokie harmoniczne wzdłuż linii energetycznej, powodując uciążliwości przewodzone i emitowane.
Rurka przełączająca działa w stanie przewodzenia i odcięcia wysokiej częstotliwości, aby zmniejszyć straty przełączania i poprawić gęstość mocy oraz ogólną wydajność zasilacza, rura przełączająca włącza się i wyłącza coraz szybciej, ogólnie w ciągu kilku mikrosekund lampa przełączająca włącza się i wyłącza z taką prędkością, która wytwarza napięcie rozruchowe i prąd rozruchowy oraz generuje harmoniczne szczytowe o wysokiej częstotliwości i wysokim napięciu, które będą powodować niedogodności elektromagnetyczne dla przestrzeni i otoczenia Linia wejściowa prądu przemiennego.
Transformator wysokiej częstotliwości T1 dokonuje jednocześnie konwersji mocy, generując zmienne pole elektromagnetyczne, emitując fale elektromagnetyczne w przestrzeń, tworząc uciążliwe promieniowanie. Rozproszona indukcyjność i pojemność transformatora generują oscylacje i są sprzężone z obwodem wejściowym prądu przemiennego poprzez rozproszoną pojemność pomiędzy początkowymi stopniami transformatora, tworząc uciążliwość przewodzoną.
W przypadku stosunkowo niskiego napięcia wyjściowego wyjściowa dioda prostownicza pracuje w stanie przełączania o wysokiej częstotliwości, co również jest źródłem uciążliwości elektromagnetycznych.
Ze względu na indukcyjność pasożytniczą przewodu diody, pojemność złącza oraz obecność prądu powrotnego, dzięki czemu dioda pracuje przy bardzo dużej szybkości zmian napięcia i prądu, im dłuższy czas powrotu diody do stanu pierwotnego, tym większe jest uderzenie impulsu prądu, tym silniejszy jest uciążliwy sygnał, który powoduje tłumienie oscylacji o wysokiej częstotliwości, co jest rodzajem nękania prowadzonego w trybie różnicowym.
Wszystkie te sygnały elektromagnetyczne generowane przez przewód zasilający, przewód sygnałowy, przewód uziemiający i inne metalowe przewody przesyłane do zewnętrznego źródła zasilania, tworząc zakłócenia przewodzone. Poprzez promieniowanie przewodnika i urządzenia lub działając jako antena, emituje uciążliwy sygnał powodowany przez molestowanie radiacyjne.
3, w przypadku nękania elektromagnetycznego zasilacza wysokiej częstotliwości o konstrukcji kompatybilności elektromagnetycznej
Wejście zasilacza impulsowego plus filtr mocy hamują wysokie harmoniczne generowane przez zasilacz impulsowy.
Wejściowe i wyjściowe linie zasilające z pierścieniem ferrytowym, z jednej strony, w celu tłumienia linii energetycznej wysokiej częstotliwości w trybie wspólnym, z drugiej strony, w celu zmniejszenia uciążliwej energii emitowanej przez linię elektroenergetyczną.
Linia energetyczna jak najbliżej ziemi, aby zmniejszyć obszar pętli promieniowania w trybie różnicowym; oddzielne wyrównanie wejściowej linii zasilania AC i wyjściowej linii zasilania DC, redukując sprzężenie elektromagnetyczne między wejściem i wyjściem; linie sygnałowe oddalone od linii energetycznej, blisko linii uziemienia, a ustawienie nie powinno być zbyt długie, aby zmniejszyć obszar pętli w obwodzie; Szerokość linii płytki PCB nie może być zmieniana gwałtownie, narożnik narożnika wykorzystując zaokrąglone przejście, o ile to możliwe, nie używaj kąta prostego ani ostrych narożników.
Kondensator odsprzęgający instalację chipa i rurki przełączającej MOS, jego położenie jak najbliżej źródła zasilania podłączonego równolegle w urządzeniu i bolca uziemiającego.
Ze względu na istnienie przewodu uziemiającego Ldi/dt, płytka drukowana i obudowa wykorzystują pośrednio miedziane połączenie słupkowe, nie nadają się do podłączenia miedzianego słupka przy użyciu grubszych przewodów i blisko uziemienia.
Dodaj obwody absorpcyjne RC na obu końcach rurki przełączającej, a także wyjściową diodę prostowniczą, aby pochłaniać napięcie udarowe.
