Analyse av elektromagnetiske forstyrrelseskilder i høyfrekvente strømforsyninger
Hvis problemet med elektromagnetisk interferens (EMI) som eksisterer i selve høyfrekvente strømforsyningen ikke håndteres riktig, er det ikke bare lett å forårsake forurensning til strømnettet, noe som direkte påvirker normal drift av annet elektrisk utstyr, men også lett å danne elektromagnetisk forurensning i det innkommende rommet, noe som resulterer i det elektromagnetiske kompatibilitetsproblemet (EMC) til høyfrekvent svitsjingsstrømforsyning. Denne artikkelen fokuserer på å analysere den elektromagnetiske interferensen som overgår standarden i 1200W (24V/50A) høyfrekvent svitsjingsstrømforsyningsmodul som brukes i strømforsyningsskjermer for jernbanesignaler, og foreslår forbedringstiltak.
De elektromagnetiske forstyrrelsene som genereres av høyfrekvente svitsjestrømforsyninger kan deles inn i to kategorier: ledningsforstyrrelser og utstrålte forstyrrelser. Ledede forstyrrelser forplanter seg gjennom AC-strømkilder med frekvenser under 30MHz; Strålingsforstyrrelser forplanter seg gjennom rommet, med frekvenser fra 30 til 1000 MHz.
De høyordens harmoniske generert under likeretterens likeretter vil generere lednings- og strålingsforstyrrelser langs kraftledningen.
Switching power transistorer fungerer i høyfrekvente lednings- og cutoff-tilstander. For å redusere koblingstap, forbedre effekttetthet og total effektivitet, blir åpnings- og lukkehastigheten til svitsjetransistoren raskere og raskere, vanligvis i løpet av noen få mikrosekunder. Brytertransistoren åpnes og lukkes med denne hastigheten, og danner støtspenning og støtstrøm, som vil generere høyfrekvente og høyspente toppharmoniske og elektromagnetiske forstyrrelser på rom- og AC-inngangslinjer.
Samtidig som høyfrekvente transformatoren T1 utfører krafttransformasjon, genererer den vekslende elektromagnetiske felt, utstråler elektromagnetiske bølger ut i rommet, og danner strålingsforstyrrelser. Den distribuerte induktansen og kapasitansen til transformatoren genererer oscillasjoner, som kobles til AC-inngangskretsen gjennom den distribuerte kapasitansen mellom transformatorens primærtrinn, og danner ledende forstyrrelser.
Når utgangsspenningen er relativt lav, fungerer utgangslikeretterdioden i en høyfrekvent svitsjetilstand og er også en kilde til elektromagnetisk interferens.
På grunn av den parasittiske induktansen og koblingskapasitansen til diodens ledning, samt påvirkningen av omvendt gjenvinningsstrøm, fungerer den med høye spennings- og strømendringshastigheter. Jo lengre diodens reverserte gjenopprettingstid, desto større effekt av toppstrøm, og jo sterkere er forstyrrelsessignalet, noe som resulterer i høyfrekvent dempningsoscillasjon, som er en ledningsforstyrrelse i differensialmodus.
Alle genererte elektromagnetiske signaler overføres til eksterne strømkilder gjennom metallledninger som kraftledninger, signallinjer og jordingsledninger, og danner ledende forstyrrelser. Utstrålte forstyrrelser er forårsaket av interferenssignaler som utstråles gjennom ledninger og enheter eller av sammenkoblede ledninger som fungerer som antenner.
