Solución de diseño de compatibilidad electromagnética para fuentes de alimentación conmutadas de alta frecuencia.
Si la fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia en sí misma no se maneja bien, el problema de la interferencia electromagnética (EMI) no solo es fácil para la contaminación de la red eléctrica, sino que también afecta directamente el trabajo normal de otros equipos eléctricos, y también es fácil de ingresar al espacio. forman contaminación electromagnética, lo que da lugar a problemas de compatibilidad electromagnética (EMC) de la fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia. Este artículo se centra en la pantalla de fuente de alimentación de señal ferroviaria que utiliza un módulo de fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia de 1200 W (24 V/50 A) de acoso electromagnético que supera el análisis de problemas estándar y presenta medidas de mejora.
Las molestias electromagnéticas de las fuentes de alimentación conmutadas de alta frecuencia se pueden dividir en dos categorías: molestias conducidas y molestias radiadas. Molestia conducida a través de la propagación de la fuente de alimentación de CA, la frecuencia es inferior a 30MHz; Molestia irradiada a través de la propagación espacial, la frecuencia de 30 ~ 1000MHz.
Análisis de la fuente de acoso electromagnético de la fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia
En el circuito del rectificador, el tubo de alimentación Q1, en la Figura 1b, el circuito del tubo de alimentación Q2 ~ Q5, el transformador de alta frecuencia T1, los diodos rectificadores de salida D1 ~ D2 son fuentes de alimentación conmutadas de alta frecuencia que funcionan para producir acoso electromagnético de la principal. fuentes de acoso, analizadas específicamente a continuación.
El proceso de rectificación del rectificador genera altos armónicos a lo largo de la línea eléctrica para generar molestias por conducción e irradiación.
El tubo de alimentación de conmutación funciona en el estado de conducción y corte de alta frecuencia, para reducir la pérdida de conmutación y 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, el tubo de conmutación se enciende y apaga a tal velocidad, que forma el voltaje de entrada y la corriente de entrada, y generará armónicos de picos de alta frecuencia y alto voltaje, que formarán molestias electromagnéticas en el espacio y el Línea de entrada de CA.
El transformador de alta frecuencia T1 realiza al mismo tiempo la conversión de energía, generando un campo electromagnético alterno, irradiando ondas electromagnéticas al espacio, formando una molestia de radiación. La inductancia y capacitancia distribuidas del transformador generan oscilaciones y se acoplan al circuito de entrada de CA a través de la capacitancia distribuida entre las etapas iniciales del transformador, formando molestias conducidas.
En el caso de una tensión de salida relativamente baja, el diodo rectificador de salida funciona en un estado de conmutación de alta frecuencia, lo que también es una fuente de acoso electromagnético.
Debido a la inductancia parásita del cable del diodo, la capacitancia de la unión y la presencia de corriente de recuperación inversa, por lo que funciona con una tasa muy alta de cambio de voltaje y corriente, cuanto más largo sea el tiempo de recuperación inversa del diodo, mayor será el impacto del pico. Cuanto mayor sea la corriente, más fuerte será la señal molesta, lo que produce una atenuación de las oscilaciones de alta frecuencia, que es una especie de acoso conducido en modo diferencial.
Todas estas señales electromagnéticas generadas a través del cable de alimentación, el cable de señal, el cable de tierra y otros cables metálicos se transmiten a la fuente de alimentación externa para formar una molestia conducida. A través del conductor y la radiación del dispositivo o actuando como una línea de interconexión de antena, la radiación de la señal molesta causada por el acoso por radiación.
3, para el acoso electromagnético de la fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia del diseño de compatibilidad electromagnética
La entrada de la fuente de alimentación conmutada más el filtro de potencia inhiben los altos armónicos generados por la fuente de alimentación conmutada.
Líneas eléctricas de entrada y salida con un anillo de ferrita, por un lado, para suprimir la línea eléctrica de modo común de alta frecuencia, por otro lado, para reducir la energía molesta irradiada a través de la línea eléctrica.
Línea eléctrica lo más cerca posible del suelo para reducir el área del bucle de radiación en modo diferencial; la línea de alimentación de CA de entrada y la línea de alimentación de CC de salida se alinean por separado, lo que reduce el acoplamiento electromagnético entre la entrada y la salida; líneas de señal alejadas de la línea eléctrica, cerca de la alineación de la línea de tierra, y la alineación no debe ser demasiado larga, para reducir el área del bucle del circuito; El ancho de la línea de la placa PCB no se puede cambiar abruptamente; la esquina de la esquina utiliza la transición redondeada, en la medida de lo posible, no utilice el ángulo recto ni las esquinas afiladas.
Condensador de desacoplamiento de instalación de chip y tubo de conmutación MOS, su ubicación lo más cerca posible de la fuente de alimentación conectada en paralelo en el dispositivo y el pin de tierra.
Debido a la existencia de un conductor de conexión a tierra Ldi/dt, la placa PCB y el chasis utilizan indirectamente una conexión de poste de cobre, no apto para conexiones de poste de cobre que utilizan cables más gruesos y están cerca de tierra.
Agregue circuitos de absorción RC en ambos extremos del tubo de conmutación, así como el diodo rectificador de salida para absorber la sobretensión.
