Analyse van elektromagnetische storingsbronnen in hoogfrequente schakelvoedingen
Als het probleem van elektromagnetische interferentie (EMI) dat zich in de hoogfrequente schakelende voeding zelf voordoet, niet op de juiste manier wordt aangepakt, is het niet alleen gemakkelijk om vervuiling van het elektriciteitsnet te veroorzaken, waardoor de normale werking van andere elektrische apparatuur rechtstreeks wordt beïnvloed, maar ook gemakkelijk te voorkomen. vormen elektromagnetische vervuiling in de binnenkomende ruimte, resulterend in het elektromagnetische compatibiliteitsprobleem (EMC) van de hoogfrequente schakelende voeding. Dit artikel richt zich op het analyseren van de elektromagnetische interferentie die de norm overschrijdt in de hoogfrequente schakelende voedingsmodule van 1200 W (24 V/50 A) die wordt gebruikt in schermen voor de voeding van spoorwegseinen, en stelt verbeteringsmaatregelen voor.
De elektromagnetische storingen die worden gegenereerd door hoogfrequente schakelende voedingen kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: geleide storingen en uitgestraalde storingen. Geleide storingen verspreiden zich via wisselstroombronnen met frequenties onder 30 MHz; Stralingsverstoring plant zich voort door de ruimte, met frequenties variërend van 30 tot 1000 MHz.
De hoge-orde harmonischen die tijdens het gelijkrichtproces van de gelijkrichter worden gegenereerd, zullen geleidings- en stralingsverstoringen langs de stroomlijn genereren.
Schakelvermogenstransistors werken in hoogfrequente geleidings- en afsnijtoestanden. Om schakelverliezen te verminderen, de vermogensdichtheid en de algehele efficiëntie te verbeteren, wordt de openings- en sluitsnelheid van de schakeltransistor steeds sneller, meestal binnen een paar microseconden. De schakeltransistor opent en sluit met deze snelheid en vormt stootspanning en stootstroom, die hoogfrequente en hoogspanningspiekharmonischen en elektromagnetische interferentie op ruimte- en wisselstroomingangslijnen zullen genereren.
Terwijl de hoogfrequente transformator T1 energietransformatie uitvoert, genereert deze afwisselende elektromagnetische velden, waardoor elektromagnetische golven de ruimte in worden gestraald en stralingsverstoringen ontstaan. De gedistribueerde inductantie en capaciteit van de transformator genereren oscillaties, die via de verdeelde capaciteit tussen de primaire trappen van de transformator worden gekoppeld aan het AC-ingangscircuit, waardoor geleidingsstoringen ontstaan.
Wanneer de uitgangsspanning relatief laag is, werkt de uitgangsgelijkrichterdiode in een hoogfrequente schakeltoestand en is ook een bron van elektromagnetische interferentie.
Vanwege de parasitaire inductie en junctiecapaciteit van de leiding van de diode, evenals de invloed van tegengestelde herstelstroom, werkt deze met hoge spannings- en stroomveranderingssnelheden. Hoe langer de omgekeerde hersteltijd van de diode, hoe groter de impact van de piekstroom en hoe sterker het verstoringssignaal, wat resulteert in hoogfrequente verzwakkingsoscillatie, wat een geleidingsverstoring in de differentiële modus is.
Alle gegenereerde elektromagnetische signalen worden via metalen draden zoals hoogspanningsleidingen, signaalleidingen en aardingsdraden naar externe stroombronnen verzonden, waardoor geleidingsstoringen ontstaan. Uitgestraalde storingen worden veroorzaakt door stoorsignalen die worden uitgestraald via draden en apparaten of door onderling verbonden draden die als antennes fungeren.
