Esquema de diseño de compatibilidad electromagnética de una fuente de alimentación estabilizada de alta frecuencia
Si el problema de perturbación electromagnética (EMI) existente en la fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia no se maneja bien, no solo causará fácilmente contaminación a la red eléctrica, afectará directamente el funcionamiento normal de otros equipos eléctricos, sino que también generará fácilmente interferencias electromagnéticas. contaminación en el espacio, lo que resulta en problemas de alta compatibilidad electromagnética (EMC) de las fuentes de alimentación con conmutación de frecuencia. Este artículo se centra en el análisis de las perturbaciones electromagnéticas que exceden el estándar del módulo de fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia de 1200 W (24 V/50 A) utilizado en la pantalla de fuente de alimentación de señales ferroviarias y propone medidas de mejora.
La perturbación electromagnética generada por la fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia se puede dividir en dos categorías: perturbación de la conducción y perturbación de la radiación. La perturbación de la conducción se propaga a través de la fuente de alimentación de CA y la frecuencia es inferior a 30 MHz; la perturbación de la radiación se propaga a través del espacio y la frecuencia es 30-1000MHz.
Análisis de la fuente de perturbaciones electromagnéticas de la fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia
El rectificador, el tubo de alimentación Q1 en el circuito, los tubos de alimentación Q2~Q5, el transformador de alta frecuencia T1 y los diodos rectificadores de salida D1~D2 en el circuito de la Figura 1b son las principales fuentes de perturbaciones electromagnéticas cuando la fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia está funcionando. . Analice específicamente lo siguiente.
Los armónicos de alto orden generados por el proceso de rectificación del rectificador generarán perturbaciones conducidas y radiadas a lo largo de la línea eléctrica.
El tubo de alimentación conmutado funciona en estado de encendido y apagado de alta frecuencia. Para reducir la pérdida de conmutación, mejorar la densidad de potencia y la eficiencia general de la fuente de alimentación, el tubo de conmutación se enciende y apaga cada vez más rápido, generalmente en unos pocos microsegundos, y el tubo de conmutación se enciende y apaga a tal velocidad. La velocidad forma sobretensión y sobrecorriente, que generarán armónicos máximos de alta frecuencia y alto voltaje, y formarán perturbaciones electromagnéticas en el espacio y en las líneas de entrada de CA.
Mientras el transformador de alta frecuencia T1 realiza la conversión de energía, genera un campo electromagnético alterno e irradia ondas electromagnéticas al espacio, formando perturbaciones de radiación. La inductancia y capacitancia distribuidas del transformador oscilan y se acoplan al bucle de entrada de CA a través de la capacitancia distribuida entre las etapas primaria y secundaria del transformador, formando una perturbación de la conducción.
Cuando el voltaje de salida es relativamente bajo, el diodo rectificador de salida funciona en un estado de conmutación de alta frecuencia, lo que también es una fuente de perturbaciones electromagnéticas.
Debido a la inductancia parásita de los cables del diodo, la existencia de la capacitancia de unión y la influencia de la corriente de recuperación inversa, funciona a una tasa muy alta de cambio de voltaje y corriente. Cuanto mayor sea el tiempo de recuperación inversa del diodo, mayor será el impacto de la corriente máxima. , cuanto más fuerte es la señal perturbadora, lo que da como resultado una oscilación de atenuación de alta frecuencia, que es una perturbación de la conducción en modo diferencial.
Todas estas señales electromagnéticas generadas se transmiten a la fuente de alimentación externa a través de cables metálicos, como líneas eléctricas, líneas de señal y líneas de conexión a tierra, para formar perturbaciones de conducción. Las perturbaciones radiadas son causadas por señales perturbadoras que se irradian a través de conductores y dispositivos o a través de líneas de interconexión que actúan como antenas.
