Anàlisi de fonts de pertorbacions electromagnètiques en fonts d'alimentació de commutació d'alta freqüència
Si el problema d'interferència electromagnètica (EMI) existent a la font d'alimentació de commutació d'alta freqüència no es gestiona correctament, no només és fàcil provocar contaminació a la xarxa elèctrica, afectant directament el funcionament normal d'altres equips elèctrics, sinó també fàcil de fer-ho. forma contaminació electromagnètica a l'espai entrant, donant lloc al problema de compatibilitat electromagnètica (EMC) de la font d'alimentació de commutació d'alta freqüència. Aquest article se centra a analitzar la interferència electromagnètica que supera l'estàndard en el mòdul d'alimentació de commutació d'alta freqüència de 1200 W (24 V/50 A) que s'utilitza a les pantalles d'alimentació del senyal ferroviari i proposa mesures de millora.
Les pertorbacions electromagnètiques generades per fonts d'alimentació de commutació d'alta freqüència es poden dividir en dues categories: pertorbacions conduïdes i pertorbacions radiades. Les pertorbacions conduïdes es propaguen a través de fonts d'alimentació de CA amb freqüències inferiors a 30 MHz; La pertorbació de la radiació es propaga per l'espai, amb freqüències que oscil·len entre 30 i 1000 MHz.
Els harmònics d'alt ordre generats durant el procés de rectificació del rectificador generaran pertorbacions de conducció i radiació al llarg de la línia elèctrica.
Els transistors de potència de commutació funcionen en estats de conducció i tall d'alta freqüència. Per tal de reduir les pèrdues de commutació, millorar la densitat de potència i l'eficiència general, la velocitat d'obertura i tancament del transistor de commutació és cada cop més ràpida, normalment en pocs microsegons. El transistor de l'interruptor s'obre i es tanca a aquesta velocitat, formant sobretensió i corrent de sobretensió, que generaran harmònics de pic d'alta freqüència i alt voltatge i interferències electromagnètiques a les línies d'entrada de l'espai i de CA.
Al mateix temps que el transformador d'alta freqüència T1 realitza una transformació de potència, genera camps electromagnètics alternatius, irradiant ones electromagnètiques a l'espai, formant pertorbacions de radiació. La inductància i la capacitat distribuïdes del transformador generen oscil·lacions, que s'acoblen al circuit d'entrada de CA mitjançant la capacitat distribuïda entre les etapes primàries del transformador, formant pertorbacions conductores.
Quan la tensió de sortida és relativament baixa, el díode rectificador de sortida funciona en un estat de commutació d'alta freqüència i també és una font d'interferències electromagnètiques.
A causa de la inductància parasitària i la capacitat d'unió del cable del díode, així com la influència del corrent de recuperació inversa, funciona a velocitats de canvi d'alta tensió i corrent. Com més llarg sigui el temps de recuperació inversa del díode, més gran serà l'impacte del corrent màxima i més fort serà el senyal de pertorbació, donant lloc a una oscil·lació d'atenuació d'alta freqüència, que és una pertorbació de conducció en mode diferencial.
Tots els senyals electromagnètics generats es transmeten a fonts d'alimentació externes a través de cables metàl·lics com ara línies elèctriques, línies de senyal i cables de connexió a terra, formant pertorbacions conductores. Les pertorbacions radiades són causades per senyals d'interferència radiades a través de cables i dispositius o per cables d'interconnexió que actuen com a antenes.
