Sơ đồ thiết kế tương thích điện từ của nguồn điện ổn định tần số cao
Nếu vấn đề nhiễu điện từ (EMI) tồn tại trong bản thân bộ nguồn chuyển mạch tần số cao không được xử lý tốt không chỉ dễ gây ô nhiễm lưới điện, ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động bình thường của các thiết bị điện khác mà còn dễ hình thành điện từ. ô nhiễm vào không gian, dẫn đến các vấn đề về Tương thích điện từ (EMC) cao của nguồn điện chuyển tần số. Bài viết này tập trung phân tích nhiễu điện từ vượt quá tiêu chuẩn của mô-đun nguồn chuyển mạch tần số cao 1200W (24V/50A) được sử dụng trong màn hình cấp nguồn tín hiệu đường sắt và đề xuất các biện pháp cải tiến.
Nhiễu điện từ do nguồn điện chuyển mạch tần số cao tạo ra có thể được chia thành hai loại: nhiễu dẫn truyền và nhiễu bức xạ. Nhiễu dẫn truyền lan truyền qua nguồn điện xoay chiều và tần số thấp hơn 30 MHz; nhiễu loạn bức xạ lan truyền trong không gian và tần số là 30-1000 MHz.
Phân tích nguồn nhiễu điện từ của nguồn điện chuyển mạch tần số cao
Bộ chỉnh lưu, ống nguồn Q1 trong mạch, ống nguồn Q2~Q5, biến áp tần số cao T1 và điốt chỉnh lưu đầu ra D1~D2 trong mạch ở Hình 1b là những nguồn gây nhiễu điện từ chính khi nguồn điện chuyển mạch tần số cao đang hoạt động. . Phân tích cụ thể như dưới đây.
Các sóng hài bậc cao được tạo ra bởi quá trình chỉnh lưu của bộ chỉnh lưu sẽ tạo ra các nhiễu loạn dẫn truyền và bức xạ dọc theo đường dây điện.
Ống nguồn chuyển mạch hoạt động ở trạng thái bật và tắt tần số cao. Để giảm tổn thất chuyển mạch, cải thiện mật độ năng lượng và hiệu suất tổng thể của nguồn điện, ống chuyển mạch được bật và tắt ngày càng nhanh hơn, thường trong vài micro giây và ống chuyển mạch sẽ bật và tắt ở tốc độ như vậy. tốc độ tạo thành điện áp tăng và dòng điện đột biến, sẽ tạo ra sóng hài đỉnh cao và tần số cao, đồng thời tạo thành nhiễu loạn điện từ đối với không gian và đường dây đầu vào AC.
Trong khi máy biến áp tần số cao T1 thực hiện chuyển đổi năng lượng, nó tạo ra một trường điện từ xen kẽ và phát sóng điện từ vào không gian, tạo thành nhiễu loạn bức xạ. Điện cảm và điện dung phân bố của máy biến áp dao động và được ghép với vòng đầu vào AC thông qua điện dung phân bố giữa giai đoạn sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp, tạo thành nhiễu loạn dẫn điện.
Khi điện áp đầu ra tương đối thấp, diode chỉnh lưu đầu ra hoạt động ở trạng thái chuyển mạch tần số cao, đây cũng là nguồn gây nhiễu điện từ.
Do tính tự cảm ký sinh của dây dẫn của diode, sự tồn tại của điện dung tiếp giáp và ảnh hưởng của dòng phục hồi ngược nên nó hoạt động ở tốc độ thay đổi điện áp và dòng điện rất cao. Thời gian phục hồi ngược của diode càng dài thì tác động của dòng điện cực đại càng lớn. , tín hiệu nhiễu càng mạnh, dẫn đến dao động suy giảm tần số cao, là nhiễu dẫn truyền chế độ vi sai.
Tất cả các tín hiệu điện từ được tạo ra này được truyền đến nguồn điện bên ngoài thông qua các dây kim loại như đường dây điện, đường tín hiệu và đường nối đất để tạo thành nhiễu dẫn truyền. Nhiễu bức xạ là do các tín hiệu nhiễu bức xạ qua dây dẫn và thiết bị hoặc qua các đường dây kết nối đóng vai trò là ăng ten.
