Elektromagnetisk kompatibilitetsdesignløsning for høyfrekvent byttestrømforsyning
Hvis problemet med elektromagnetisk interferens (EMI) til selve høyfrekvente strømforsyningen ikke håndteres godt, vil det ikke bare lett forårsake forurensning til strømnettet og direkte påvirke normal drift av annet elektrisk utstyr, men også lett danne elektromagnetisk forurensning ut i rommet, noe som resulterer i høye problem med elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) med frekvensbyttestrømforsyning. Denne artikkelen fokuserer på å analysere den elektromagnetiske forstyrrelsen som overstiger standardproblemet til 1200W (24V/50A) høyfrekvent svitsjingsstrømforsyningsmodul som brukes i jernbanesignalstrømforsyningspaneler, og foreslår forbedringstiltak.
Den elektromagnetiske forstyrrelsen som genereres av høyfrekvent svitsjingsstrømforsyning kan deles inn i to kategorier: ledet forstyrrelse og strålingsforstyrrelse. Utført trakassering overføres gjennom AC-strømforsyningen, med en frekvens under 30MHz; utstrålt trakassering overføres gjennom verdensrommet, med en frekvens mellom 30 og 1000MHz.
Analyse av elektromagnetiske forstyrrelseskilder for høyfrekvent svitsjingsstrømforsyning
Likeretteren og kraftrøret Q1 i kretsen, kraftrørene Q2~Q5 i kretsen i figur 1b, høyfrekvenstransformatoren T1 og utgangslikeretterdiodene D1~D2 er alle hovedkildene til elektromagnetisk forstyrrelse når høy- frekvensbytte strømforsyning fungerer. Analyser spesifikt som nedenfor.
De høyordens harmoniske generert under likeretterens likeretter vil forårsake ledningsforstyrrelser og strålingsforstyrrelser langs kraftledningen.
Byttestrømrøret fungerer i en høyfrekvent på og av-tilstand. For å redusere koblingstap og forbedre effekttetthet og total effektivitet, slås koblingsrøret på og av raskere og raskere, vanligvis innen noen få mikrosekunder. Å slå av og på med en slik hastighet danner overspenningsspenning og overspenningsstrøm, som genererer høyfrekvente og høyspente toppharmoniske, og forårsaker elektromagnetiske forstyrrelser i rommet og AC-inngangslinjene.
Mens høyfrekvente transformator T1 utfører strømkonvertering, genererer den et vekslende elektromagnetisk felt og utstråler elektromagnetiske bølger ut i rommet, og danner strålingstrakassering. Den distribuerte induktansen og kapasitansen til transformatoren genererer oscillasjon og kobles til AC-inngangssløyfen gjennom den distribuerte kapasitansen mellom transformatorens primære og sekundære trinn, og danner ledende forstyrrelser.
Når utgangsspenningen er relativt lav, fungerer utgangslikeretterdioden i en høyfrekvent svitsjetilstand, som også er en kilde til elektromagnetisk forstyrrelse.
På grunn av diodens blyparasittiske induktans, koblingskapasitans og påvirkning av omvendt gjenvinningsstrøm, fungerer den under svært høye spennings- og strømendringshastigheter. Jo lengre diodens reverserte gjenopprettingstid, desto større effekt har toppstrømmen. , jo sterkere forstyrrelsessignalet blir, noe som resulterer i høyfrekvent dempet oscillasjon, som er en slags differensiell modus ledningsforstyrrelse.
Alle disse genererte elektromagnetiske signalene overføres til den eksterne strømforsyningen gjennom metallledninger som kraftledninger, signallinjer og jordledninger, og danner ledende forstyrrelser. Utstrålte forstyrrelser er forårsaket av forstyrrelsessignaler som stråler gjennom ledninger og enheter eller gjennom sammenkoblinger som fungerer som antenner.
3. Elektromagnetisk kompatibilitetsdesign for elektromagnetisk forstyrrelse av høyfrekvent byttestrømforsyning
Legg til et strømfilter til svitsjestrømforsyningsinntaket for å undertrykke høyordens harmoniske generert av svitsjestrømforsyningen.
Å legge til en ferrittmagnetisk ring til inngangs- og utgangskraftledningene undertrykker ikke bare den høyfrekvente fellesmodusen i kraftledningene, men reduserer også forstyrrelsesenergien som utstråles gjennom kraftledningene.
Hold kraftledningen så nær jordledningen som mulig for å redusere sløyfeområdet til differensialmodusstråling; rute inngangsvekselstrømledningen og likestrømsutgangsledningen separat for å redusere den elektromagnetiske koblingen mellom inngang og utgang; hold signalledningen borte fra kraftledningen og nær bakken Ledningene skal legges, og linjene skal ikke være for lange til å redusere sløyfens sløyfeareal; bredden på linjene på PCB-kortet skal ikke være plutselig, bruk bueoverganger i hjørnene, og prøv å ikke bruke rette vinkler eller skarpe hjørner.
Installer avkoblingskondensatorer på brikken og MOS-bryterrøret så nært som mulig til strøm- og jordpinnene til enheten parallelt.
På grunn av eksistensen av Ldi/dt i jordledningen, kobles PCB-kortet og chassiset indirekte ved hjelp av kobbersøyler. For de som ikke er egnet for tilkobling med kobbersøyler, bør tykkere ledninger brukes og jordes i nærheten.
Legg til en RC-absorpsjonskrets i begge ender av bryterrøret og utgangslikeretterdioden for å absorbere overspenningen.
