Аналіз джерел електромагнітних завад у високочастотних імпульсних джерелах живлення
Якщо проблему електромагнітних перешкод (EMI), яка існує в самому високочастотному імпульсному джерелі живлення, не вирішувати належним чином, не тільки легко спричинити забруднення електромережі, безпосередньо впливаючи на нормальну роботу іншого електричного обладнання, але й легко утворюють електромагнітне забруднення у вхідному просторі, що призводить до проблеми електромагнітної сумісності (EMC) високочастотного імпульсного джерела живлення. Ця стаття зосереджена на аналізі електромагнітних перешкод, що перевищують стандарт у високочастотному імпульсному модулі джерела живлення потужністю 1200 Вт (24 В/50 А), який використовується в екранах джерела живлення залізничного сигналу, і пропонує заходи щодо покращення.
Електромагнітні перешкоди, створювані високочастотними імпульсними джерелами живлення, можна розділити на дві категорії: кондуктивні перешкоди та випромінювані перешкоди. Кондуктивні перешкоди поширюються через джерела змінного струму з частотою нижче 30 МГц; Радіаційні збурення поширюються в просторі з частотами від 30 до 1000 МГц.
Гармоніки високого порядку, що утворюються під час процесу випрямлення випрямляча, створюватимуть перешкоди провідності та випромінювання вздовж лінії живлення.
Перемикаючі силові транзистори працюють у високочастотних станах провідності та відсічення. Щоб зменшити втрати при перемиканні, підвищити щільність потужності та загальну ефективність, швидкість відкриття та закриття транзистора перемикання стає все швидшою, зазвичай за кілька мікросекунд. Перемикаючий транзистор відкривається та закривається з такою швидкістю, утворюючи стрибок напруги та стрибок струму, які генеруватимуть високочастотні та високовольтні пікові гармоніки та електромагнітні перешкоди на просторі та вхідних лініях змінного струму.
Одночасно з трансформацією потужності високочастотний трансформатор Т1 створює змінні електромагнітні поля, випромінюючи в простір електромагнітні хвилі, створюючи радіаційні збурення. Розподілена індуктивність і ємність трансформатора генерують коливання, які пов’язані з вхідним ланцюгом змінного струму через розподілену ємність між первинними каскадами трансформатора, утворюючи перешкоди провідності.
Коли вихідна напруга відносно низька, вихідний випрямний діод працює у високочастотному комутаційному стані, а також є джерелом електромагнітних перешкод.
Завдяки паразитній індуктивності та ємності переходу виводу діода, а також впливу зворотного струму відновлення, він працює з високою швидкістю зміни напруги та струму. Чим довший час зворотного відновлення діода, тим сильніший вплив пікового струму та сильніший сигнал збурення, що призводить до високочастотних коливань затухання, які є порушенням провідності диференціального режиму.
Усі згенеровані електромагнітні сигнали передаються до зовнішніх джерел живлення через металеві дроти, такі як лінії електропередач, сигнальні лінії та дроти заземлення, створюючи перешкоди провідності. Випромінювані перешкоди викликані сигналами перешкод, що випромінюються через дроти та пристрої або з’єднувальними проводами, які діють як антени.
