Johdatus korkean taajuuden kytkentävirtalähteen sähkömagneettiseen yhteensopivuuden suunnitteluun
Jos korkeataajuisen kytkentävirtalähteen sähkömagneettista häiriötä (EMI) -ongelmaa ei käsitellä oikein, se ei vain saastuta sähköverkkoa ja vaikuttaa suoraan muiden sähkölaitteiden normaaliin toimintaan, vaan muodostaa myös helposti sähkömagneettisen pilaantumisen, kun se siirretään avaruuteen, mikä johtaa korkean vapauden kytkentävirtalähteen (EMC) ongelmaan. Tämä artikkeli keskittyy sähkömagneettisten häiriöiden analysointiin, joka ylittää standardin 1200W (24V/50a) korkeataajuisen kytkimen tehomoduulissa, jota käytetään rautatiesignaalin virransyöttöpaneeleissa, ja ehdottaa parannustoimenpiteitä.
Korkean taajuuden kytkentävirtalähteiden aiheuttamat sähkömagneettiset häiriöt voidaan jakaa kahteen luokkaan: suoritetut häiriöt ja säteilyt häiriöt. Suoritetut häiriöt etenevät vaihtovirtalähteiden kautta, joiden taajuudet ovat alle 30MHz; Säteilyhäiriöt etenevät avaruuden läpi, taajuuksilla 30 - 1000 MHz.
Sähkömagneettisten häiriölähteiden analyysi korkeataajuuden kytkentävirtalähteessä
Piirin tasasuuntaaja ja voiman transistori Q1, samoin kuin tehotransistorit Q2-Q5, korkeataajuinen muuntaja T1 ja lähtösuuntaajasuoja D1-D2 kuviossa 1B esitetyssä piirissä, ovat korkean tason kytkentävoiman voimankäytön aikana syntyneiden sähkömagneettisten häiriöiden lähde. Erityinen analyysi on seuraava.
Tasasuuntaajan korjausprosessin aikana syntyneet korkean asteen harmonikat aiheuttavat suoritetut ja säteilevät häiriöt voimajohtoa pitkin.
Kytkentätehotransistorit toimivat korkeataajuisissa johtamis- ja rajatilassa. Vaihtohäviöiden vähentämiseksi tehon tiheyden ja yleisen tehokkuuden parantamiseksi transistorien avaus- ja sulkeutumisnopeus on nopeampi ja nopeampi. Yleensä muutamassa mikrosekunnassa transistorit avautuvat ja sulkevat tällä nopeudella, muodostaen ylijännitteen ja ylijännityksen virran, mikä tuottaa korkean taajuuden ja korkeajännitteen piikkien harmonisia harmonisia, aiheuttaen sähkömagneettisia häiriöitä avaruus- ja AC-syöttölinjoihin.
Samanaikaisesti kun korkeataajuinen muuntaja T1 suorittaa tehonmuutoksen, se tuottaa vuorottelevan sähkömagneettisen kentän, joka säteilee sähkömagneettisia aaltoja avaruuteen muodostaen säteilyhäiriöitä. Muuntajan hajautettu induktanssi ja kapasitanssi värähtelevät ja pariskunta vaihtovirtapiiriin jakautuneen kapasitanssin kautta muuntajan ensisijaisten vaiheiden välillä muodostaen suoritettuja häiriöitä.
Kun lähtöjännite on suhteellisen alhainen, lähtösuuntaaja diodi toimii korkeataajuisessa kytkentätilassa ja on myös sähkömagneettisten häiriöiden lähde.
Diodijohtojen loisten induktanssin ja risteyskapasitanssin vuoksi sekä käänteisen talteenottovirran vaikutuksesta se toimii suurella jänniteellä ja virranmuutosnopeuksilla. Mitä pidempi diodin käänteinen palautumisaika, sitä suurempi huippuvirran vaikutus ja sitä vahvempi häiriösignaali, mikä johtaa korkean taajuuden vaimennuksen värähtelyyn, joka on eräänlainen differentiaalitilan johtamishäiriö.
