Схема электромагнитной совместимости высокочастотного стабилизированного источника питания
Если проблема электромагнитных помех (EMI), существующая в самом высокочастотном импульсном источнике питания, не решена должным образом, это не только легко приведет к загрязнению электросети, напрямую повлияет на нормальную работу другого электрического оборудования, но также легко сформирует электромагнитные помехи. загрязнение окружающей среды, что приводит к высоким проблемам электромагнитной совместимости (ЭМС) источников питания с переключением частоты. В данной статье основное внимание уделяется анализу электромагнитных помех, превышающих стандарт высокочастотного импульсного модуля питания мощностью 1200 Вт (24 В/50 А), используемого в экране электропитания железнодорожных сигналов, и предлагаются меры по улучшению.
Электромагнитные помехи, создаваемые высокочастотным импульсным источником питания, можно разделить на две категории: нарушения проводимости и радиационные помехи. Нарушение проводимости распространяется через источник переменного тока, а частота ниже 30 МГц; радиационное возмущение распространяется через пространство, а частота равна 30-1000МГц.
Анализ источника электромагнитных помех высокочастотного импульсного источника питания
Выпрямитель, силовая лампа Q1 в схеме, силовые лампы Q2~Q5, высокочастотный трансформатор T1 и выходные выпрямительные диоды D1~D2 в схеме на рисунке 1b являются основными источниками электромагнитных помех при работе высокочастотного импульсного источника питания. . В частности, проанализируйте, как показано ниже.
Гармоники высокого порядка, генерируемые в процессе выпрямления выпрямителя, будут создавать кондуктивные и излучаемые помехи в линии электропередачи.
Импульсная силовая трубка работает в высокочастотном режиме включения и выключения. Чтобы уменьшить потери на переключение, улучшить плотность мощности и общую эффективность источника питания, переключающая трубка включается и выключается все быстрее и быстрее, обычно за несколько микросекунд, и переключающая трубка включается и выключается при такой скорости. Скорость формирует импульсное напряжение и импульсный ток, которые будут генерировать высокочастотные и пиковые гармоники высокого напряжения, а также создавать электромагнитные помехи в пространстве и входных линиях переменного тока.
Выполняя преобразование мощности, высокочастотный трансформатор Т1 генерирует переменное электромагнитное поле и излучает электромагнитные волны в пространство, образуя радиационные помехи. Распределенная индуктивность и емкость трансформатора колеблются и связаны с входным контуром переменного тока через распределенную емкость между первичной и вторичной ступенями трансформатора, образуя помехи проводимости.
Когда выходное напряжение относительно низкое, выходной выпрямительный диод работает в высокочастотном режиме переключения, что также является источником электромагнитных помех.
Благодаря паразитной индуктивности выводов диода, наличию емкости перехода и влиянию обратного тока восстановления он работает с очень высокой скоростью изменения напряжения и тока. Чем дольше время обратного восстановления диода, тем сильнее влияние пикового тока. , чем сильнее сигнал помехи, что приводит к высокочастотным колебаниям затухания, что является нарушением проводимости дифференциального режима.
Все эти генерируемые электромагнитные сигналы передаются к внешнему источнику питания через металлические провода, такие как линии электропередачи, сигнальные линии и линии заземления, образуя помехи проводимости. Излучаемые помехи вызываются мешающими сигналами, распространяющимися через проводники и устройства или через соединительные линии, действующие как антенны.
