Wprowadzenie do elektromagnetycznej kompatybilności Schemat zasilania o wysokiej częstotliwości
Jeśli problem zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) samego zasilacza przełączającego o wysokiej częstotliwości nie jest właściwie obsługiwany, nie tylko łatwo zanieczyszcza siatkę mocy i bezpośrednio wpływa na normalne działanie innego sprzętu elektrycznego, ale także łatwo tworzy zanieczyszczenie elektromagnetyczne przy przesyłaniu w przestrzeń, co powoduje elektromagnetyczną działalność (EMC) problemu przełączania wysokiej wiarygodności. W tym artykule koncentruje się na analizie zakłóceń elektromagnetycznych przekraczających standard w module zasilania o wysokiej częstotliwości 1200 W (24 V/50A) stosowany w panelach zasilania sygnału kolejowego i proponuje pomiary ulepszeń.
Zakłócenia elektromagnetyczne generowane przez zasilacze przełączające o wysokiej częstotliwości można podzielić na dwie kategorie: przeprowadzone zakłócenia i promieniowane zakłócenia. Przeprowadzone zaburzenia propagują się przez źródła mocy prądu przemiennego o częstotliwościach poniżej 30 MHz; Zaburzenia promieniowania rozprzestrzeniają się w przestrzeni, z częstotliwościami od 30 do 1000 MHz.
Analiza źródeł zaburzeń elektromagnetycznych w zasilaczu przełączania wysokiej częstotliwości
Prostownik i tranzystor mocy Q1 w obwodzie, a także tranzystory mocy Q2 do Q5, transformator T1 o wysokiej częstotliwości T1 oraz wyjściowe diody prostownika D1 do D2 w obwodzie pokazanym na rycinie 1B, są głównymi źródłami interferencji elektromagnetycznej generowanej podczas obsługi zasilania o wysokiej zawartości przełączania. Konkretna analiza jest następująca.
Harmoniczne wysokiego rzędu wygenerowane podczas procesu rektyfikacji prostownika wygenerują przeprowadzone i promieniowane zaburzenia wzdłuż linii zasilania.
Tranzystory mocy przełączające działają w stanach przewodzenia i odcięcia o wysokiej częstotliwości. Aby zmniejszyć straty przełączania, poprawić gęstość mocy i ogólną wydajność, prędkość otwierania i zamykania tranzystorów przełączających staje się coraz szybsza. Zasadniczo, w ciągu kilku mikrosekund, przełączanie tranzystorów otwierają się i zamykają przy tej prędkości, tworząc napięcie przypływu i prąd przypływu, które wygenerują harmoniczne wysokiej częstotliwości i wysokiego napięcia, powodując interferencję elektromagnetyczną w przestrzeni i liniach wejściowych AC.
W tym samym czasie, gdy transformator o wysokiej częstotliwości T1 wykonuje konwersję mocy, generuje naprzemienne pole elektromagnetyczne, które promieniuje falami elektromagnetycznymi w przestrzeń, tworząc zaburzenia promieniowania. Rozproszona indukcyjność i pojemność oscylują transformatora i łączą się z obwodem wejściowym prądu przemiennego poprzez rozłożoną pojemność między pierwotnymi stadiami transformatora, tworząc zakłócenia.
Gdy napięcie wyjściowe jest stosunkowo niskie, dioda wyjściowa prostownika działa w stanie przełączania o wysokiej częstotliwości i jest również źródłem zakłóceń elektromagnetycznych.
Ze względu na pasożytniczą pojemność indukcyjną i skrzyżowania prowadzących diody, a także wpływ prądu odzyskiwania odwrotnego, działa on przy wysokim napięciu i szybkości zmian prądu. Im dłuższy czas odzyskiwania diody, tym większy wpływ prądu szczytowego i silniejszy sygnał zaburzeń, co powoduje oscylację tłumienia o wysokiej częstotliwości, która jest rodzajem zaburzenia przewodnictwa w trybie różnicowym.
