Introduzione allo schema di progettazione della compatibilità elettromagnetica di alimentazione di commutazione ad alta frequenza
Se il problema dell'interferenza elettromagnetica (EMI) dell'alimentazione di commutazione ad alta frequenza non viene gestita correttamente, ma non solo inquina facilmente la rete elettrica e influisce direttamente sul normale funzionamento di altre apparecchiature elettriche, ma forma facilmente l'inquinamento elettromagnetico quando si trasforma in spazio, risultando in una capacità elettromagnetica (EMC) (EMC) del problema di alimentazione elettromagnetica. Questo articolo si concentra sull'analisi dell'interferenza elettromagnetica che supera lo standard nel modulo di alimentazione a interruttore ad alta frequenza da 1200 W (24 V/50A) utilizzato nei pannelli di alimentazione del segnale ferroviario e propone misure di miglioramento.
L'interferenza elettromagnetica generata da alimentatori di commutazione ad alta frequenza può essere divisa in due categorie: interferenza condotta e interferenza irradiata. I disturbi condotti si propagano attraverso fonti di alimentazione CA con frequenze inferiori a 30 MHz; Il disturbo delle radiazioni si propaga attraverso lo spazio, con frequenze che vanno da 30 a 1000 MHz.
Analisi delle fonti di disturbo elettromagnetico nell'alimentazione di commutazione ad alta frequenza
Il rettificatore e il transistor di potenza Q1 nel circuito, nonché i transistor di potenza da Q2 a Q5, il trasformatore ad alta frequenza T1 e i diodi del raddrizzatore di uscita da D1 a D2 nel circuito mostrato nella Figura 1B, sono le principali fonti di interferenza elettromagnetica generata durante l'operazione di alimentazione a commutazione ad alta frequenza. L'analisi specifica è la seguente.
Le armoniche di alto ordine generate durante il processo di rettifica del rettificatore genereranno disturbi condotti e irradiati lungo la linea elettrica.
I transistor di alimentazione di commutazione funzionano in stati di conduzione e taglio ad alta frequenza. Al fine di ridurre le perdite di commutazione, migliorare la densità di potenza e l'efficienza complessiva, la velocità di apertura e chiusura dei transistor di commutazione sta diventando sempre più veloce. Generalmente, all'interno di pochi microsecondi, la commutazione dei transistor si aprirà e si chiude a questa velocità, formando la tensione di aumento e la corrente di sovratensione, che genereranno armoniche di picco ad alta frequenza e ad alta tensione, causando interferenze elettromagnetiche allo spazio e alle linee di ingresso AC.
Allo stesso tempo del trasformatore ad alta frequenza T1 esegue la conversione di potenza, genera un campo elettromagnetico alternato che irradia onde elettromagnetiche nello spazio, formando disturbi delle radiazioni. L'induttanza e la capacità distribuite del trasformatore osciano e si accoppiano al circuito di ingresso AC attraverso la capacità distribuita tra le fasi primarie del trasformatore, formazione di disturbi condotti.
Quando la tensione di uscita è relativamente bassa, il diodo del raddrizzatore di uscita funziona in uno stato di commutazione ad alta frequenza ed è anche una fonte di interferenza elettromagnetica.
A causa dell'induttanza parassita e della capacità di giunzione dei conduttori del diodo, nonché dell'influenza della corrente di recupero inversa, opera ad alta tensione e tassi di variazione della corrente. Più lungo è il tempo di recupero inverso del diodo, maggiore è l'impatto della corrente di picco e più forte il segnale di disturbo, con conseguente oscillazione di attenuazione ad alta frequenza, che è un tipo di disturbo di conduzione in modalità differenziale.
