Elektromagnetisk kompatibilitetsdesignschema för kraftförsörjning med hög frekvensomkopplare
If the electromagnetic interference (EMI) problem of the high-frequency switching power supply itself is not handled properly, it not only easily pollutes the power grid and directly affects the normal operation of other electrical equipment, but also easily forms electromagnetic pollution when transmitted into space, resulting in the electromagnetic capacitance (EMC) problem of the high-frequency switching power supply. Den här artikeln fokuserar på analysen av elektromagnetisk interferens som överskrider standarden i 1200W (24V/50A) högfrekventa omkopplingsmodul som används i järnvägssignalens strömförsörjningspaneler och föreslår förbättringsåtgärder.
Den elektromagnetiska störningen som genereras av högfrekvensomkopplare kan delas upp i två kategorier: genomförda störningar och utstrålade störningar. Genomförda störningar förökas genom växelströmskällor med frekvenser under 30 MHz; Strålningsstörningar förökas genom rymden, med frekvenser från 30 till 1000 MHz.
Analys av elektromagnetiska störningskällor i högfrekvensomkopplare
Rikaraten och krafttransistorn Q1 i kretsen, såväl som krafttransistorerna Q2 till Q5, högfrekvent transformator T1 och utgångslikenhetsdioder D1 till D2 i kretsen som visas i figur 1B, är de viktigaste källorna till elektromagnetiska störningar som genereras under drift av högfrekvensomkopplare. Den specifika analysen är som följer.
Den höga ordningen harmonik som genererats under likriktningsprocessen för likriktaren kommer att generera genomförda och utstrålade störningar längs kraftledningen.
Att byta krafttransistorer fungerar i högfrekvent ledning och avgränsningstillstånd. För att minska omkopplingsförluster, förbättra effektdensiteten och den totala effektiviteten blir öppnings- och stängningshastigheten för att växla transistorer snabbare och snabbare. Generellt sett, inom några få mikrosekunder, öppnar transistorer och stängs med denna hastighet, och bildar överspänningsspänning och överspänningsström, vilket kommer att generera högfrekvens och högspänningsmattan, vilket orsakar elektromagnetisk störning till rymd- och AC-ingångslinjer.
Samtidigt som den högfrekventa transformatorn T1 utför kraftomvandling genererar den ett växlande elektromagnetiskt fält som strålar elektromagnetiska vågor ut i rymden och bildar strålningsstörningar. Den distribuerade induktansen och kapacitansen hos transformatorn oscillat och kopplar ihop AC -ingångskretsen genom den distribuerade kapacitansen mellan transformatorns primära steg, och bildade störningar.
När utgångsspänningen är relativt låg fungerar utgångslikenhetsdioden i ett högfrekvensomkopplingstillstånd och är också en källa till elektromagnetisk störning.
På grund av diodens parasitiska induktans och korsningskapacitans, liksom påverkan av omvänd återhämtningsström, fungerar den med högspänning och nuvarande förändringshastigheter. Ju längre den omvända återhämtningstiden för dioden, desto större är påverkan av toppström och desto starkare störningssignal, vilket resulterar i högfrekventa dämpning av dämpning, vilket är en typ av störning av differentiell läge.
