Introducció a l'esquema de disseny de compatibilitat electromagnètica de l'alimentació d'alimentació d'alta freqüència
Si el problema d’interferència electromagnètica (EMI) de l’alimentació d’alimentació d’alta freqüència no es gestiona correctament, no només contamina fàcilment la xarxa elèctrica i afecta directament el funcionament normal d’altres equips elèctrics, sinó que també forma fàcilment la contaminació electromagnètica quan es transmet a l’espai, donant com a resultat el problema d’alimentació de commutació d’alta freqüència. Aquest article se centra en l’anàlisi de la interferència electromagnètica que supera la norma en el mòdul de potència d’alta freqüència de 1200W (24V/50A) d’alta freqüència utilitzat en els panells d’alimentació de senyal ferroviari i proposa mesures de millora.
La interferència electromagnètica generada per subministraments d’alimentació de commutació d’alta freqüència es pot dividir en dues categories: interferència realitzada i interferència radiada. Les pertorbacions realitzades es propaguen a través de fonts d’energia de CA amb freqüències inferiors a 30 MHz; La pertorbació de la radiació es propaga a través de l’espai, amb freqüències que oscil·len entre 30 i 1000 MHz.
Anàlisi de fonts de pertorbació electromagnètica en alimentació de commutació d'alta freqüència
El rectificador i el transistor de potència Q1 del circuit, així com els transistors de potència Q2 a Q5, el transformador d’alta freqüència T1 i els díodes de rectificador de sortida D1 a D2 al circuit mostrat a la figura 1B, són els fonts principals d’interferències electromagnètiques generades durant el funcionament de subministraments d’alimentació de commutació d’alta freqüència. L’anàlisi específica és la següent.
Els harmònics d’alt ordre generats durant el procés de rectificació del rectificador generaran pertorbacions realitzades i radiades al llarg de la línia d’alimentació.
Els transistors de potència de commutació funcionen en estats de conducció d'alta freqüència i estats de tall. Per tal de reduir les pèrdues de commutació, millorar la densitat de potència i l'eficiència general, la velocitat d'obertura i tancament dels transistors de commutació s'està cada vegada més ràpid. Generalment, dins d’uns quants microsegons, els transistors que canvien s’obren i es tanquen a aquesta velocitat, formant el voltatge de sobretensió i el corrent de sobretensió, que generarà harmònics pics d’alta freqüència i d’alta tensió, provocant interferències electromagnètiques a l’espai i a les línies d’entrada de CA.
Al mateix temps que el transformador d’alta freqüència T1 realitza una conversió de potència, genera un camp electromagnètic altern que irradia les ones electromagnètiques a l’espai, formant pertorbacions de radiació. La inductància i la capacitança distribuïdes del transformador oscil·len i la parella al circuit d’entrada de CA a través de la capacitança distribuïda entre les etapes primàries del transformador, formant pertorbacions realitzades.
Quan la tensió de sortida és relativament baixa, el díode del rectificador de sortida funciona en un estat de commutació d’alta freqüència i també és una font d’interferència electromagnètica.
A causa de la inductància paràsita i la capacitança d'unió dels cables del díode, així com la influència del corrent de recuperació inversa, funciona a taxes de canvi de tensió i de corrent. Com més llarg sigui el temps de recuperació inversa del díode, més gran és l’impacte del corrent màxim i més fort és el senyal de pertorbació, donant lloc a una oscil·lació d’atenuació d’alta freqüència, que és un tipus de pertorbació de conducció del mode diferencial.
