A nagyfrekvenciás stabilizált tápegység elektromágneses kompatibilitási tervezési sémája
Ha magában a nagyfrekvenciás kapcsolóüzemű tápegységben fennálló elektromágneses zavar (EMI) problémát nem kezelik megfelelően, az nemcsak könnyen szennyezi az elektromos hálózatot, közvetlenül befolyásolja más elektromos berendezések normál működését, hanem könnyen elektromágneses zavarokat is képez. szennyezés a térbe, ami magas elektromágneses kompatibilitási (EMC) problémákat okoz a frekvenciaváltós tápegységeknél. Jelen cikk a vasúti jel-tápellátás képernyőjén használt 1200 W-os (24V/50A) nagyfrekvenciás kapcsolóüzemű tápegység szabványát meghaladó elektromágneses zavar elemzésére összpontosít, és javítási intézkedéseket javasol.
A nagyfrekvenciás kapcsolóüzemű tápegység által keltett elektromágneses zavarok két kategóriába sorolhatók: vezetési zavarok és sugárzási zavarok. A vezetési zavar az AC tápegységen keresztül terjed, és a frekvencia kisebb, mint 30 MHz; a sugárzási zavar terjed a térben, és a frekvencia 30-1000MHz.
A nagyfrekvenciás kapcsolóüzemű tápegység elektromágneses zavarforrásának elemzése
Az 1b. ábrán látható áramkörben az egyenirányító, a Q1 tápcső, a Q2-Q5 tápcsövek, a T1 nagyfrekvenciás transzformátor és a D1-D2 kimeneti egyenirányító diódák az elektromágneses zavarok fő forrásai, amikor a nagyfrekvenciás kapcsolóüzemű tápegység működik. . Konkrétan elemezze az alábbiak szerint.
Az egyenirányító egyenirányító folyamata által generált magasrendű felharmonikusok vezetett és sugárzott zavarokat generálnak a tápvezeték mentén.
A kapcsoló tápcső nagyfrekvenciás be- és kikapcsolt állapotban működik. A kapcsolási veszteség csökkentése, a teljesítménysűrűség és az áramellátás általános hatékonyságának javítása érdekében a kapcsolócső egyre gyorsabban, általában néhány mikroszekundum alatt kapcsol be és ki, és a kapcsolócső ilyen időközönként be- és kikapcsol. fordulatszám túlfeszültséget és túlfeszültséget képez, amelyek nagyfrekvenciás és nagyfeszültségű csúcsharmonikusokat generálnak, és elektromágneses zavarokat okoznak a térben és a váltakozó áramú bemeneti vonalakban.
Míg a T1 nagyfrekvenciás transzformátor teljesítményátalakítást hajt végre, váltakozó elektromágneses teret hoz létre, és elektromágneses hullámokat sugároz ki a térbe, sugárzási zavart okozva. A transzformátor elosztott induktivitása és kapacitása oszcillál, és a transzformátor primer és szekunder fokozata között elosztott kapacitáson keresztül a váltakozó áramú bemeneti hurokhoz kapcsolódik, vezetési zavart képezve.
Ha a kimeneti feszültség viszonylag alacsony, a kimeneti egyenirányító dióda nagyfrekvenciás kapcsolási állapotban működik, ami egyben elektromágneses zavarforrás is.
A dióda vezetőhuzalainak parazita induktivitása, a csomóponti kapacitás megléte és a visszacsatoló áram hatása miatt nagyon nagy feszültség- és áramváltozási sebességgel működik. Minél hosszabb a dióda fordított helyreállítási ideje, annál nagyobb a csúcsáram hatása. , annál erősebb a zavarjel, ami nagyfrekvenciás csillapítási oszcillációt eredményez, ami differenciális módusú vezetési zavar.
Mindezek a generált elektromágneses jelek fémhuzalokon, például tápvezetékeken, jelvezetékeken és földelővezetékeken keresztül jutnak el a külső tápegységhez, hogy vezetési zavarokat hozzanak létre. A sugárzott zavarokat a vezetékeken és eszközökön, illetve az antennaként működő összekötő vezetékeken keresztül sugárzó zavaró jelek okozzák.
