Introdução ao esquema de design de compatibilidade eletromagnética da fonte de alimentação de comutação de alta frequência
Se o problema de interferência eletromagnética (EMI) da fonte de alimentação de alta frequência não for tratada corretamente, mas também polui facilmente a grade de energia e afeta diretamente a operação normal de outros equipamentos elétricos, mas também forma facilmente a poluição eletromagnética quando transmitida ao espaço, resultando na capacitância eletromagnética (emC). Este artigo se concentra na análise da interferência eletromagnética que excede o padrão no módulo de potência de alta frequência de 1200W (24V/50A) usado nos painéis da fonte de alimentação de sinal ferroviário e propõe medidas de melhoria.
A interferência eletromagnética gerada por fontes de alimentação de comutação de alta frequência pode ser dividida em duas categorias: realizaram interferência e interferência irradiada. Os distúrbios conduzidos se propagam através de fontes de energia CA com frequências abaixo de 30MHz; A distúrbio da radiação se propaga através do espaço, com frequências que variam de 30 a 1000 MHz.
Análise de fontes de distúrbios eletromagnéticos na fonte de alimentação de alta frequência
O retificador e o transistor de potência Q1 no circuito, bem como os transistores de potência Q2 a Q5, o transformador de alta frequência T1 e os diodos retificadores de saída D1 a D2 no circuito mostrado na Figura 1B, são as principais fontes de interferência eletromagnética gerada durante a operação de suprimentos de comutação de alta frequência. A análise específica é a seguinte.
Os harmônicos de alta ordem gerados durante o processo de retificação do retificador gerarão distúrbios conduzidos e irradiados ao longo da linha de energia.
Os transistores de potência de comutação operam em estados de condução e corte de alta frequência. Para reduzir as perdas de comutação, melhorar a densidade de energia e a eficiência geral, a velocidade de abertura e fechamento dos transistores de comutação está ficando cada vez mais rápida. Geralmente, dentro de alguns microssegundos, a troca de transistores se abre e fecha a essa velocidade, formando tensão de surto e corrente de surto, que gerarão harmônicos de pico de alta frequência e alta tensão, causando interferência eletromagnética no espaço e linhas de entrada CA.
Ao mesmo tempo que o transformador de alta frequência T1 realiza conversão de energia, gera um campo eletromagnético alternado que irradia ondas eletromagnéticas para o espaço, formando distúrbios de radiação. A indutância e a capacitância distribuídas do transformador oscilam e se juntam ao circuito de entrada CA através da capacitância distribuída entre os estágios primários do transformador, formando distúrbios conduzidos.
Quando a tensão de saída é relativamente baixa, o diodo do retificador de saída opera em um estado de comutação de alta frequência e também é uma fonte de interferência eletromagnética.
Devido à indutância parasitária e à capacitância da junção dos cabos do diodo, bem como à influência da corrente de recuperação reversa, opera em taxas de alteração de alta tensão e corrente. Quanto mais tempo o tempo de recuperação reversa do diodo, maior o impacto da corrente de pico e mais forte o sinal de perturbação, resultando em oscilação de atenuação de alta frequência, que é um tipo de distúrbio de condução do modo diferencial.
