Giải pháp thiết kế tương thích điện từ cho nguồn điện chuyển mạch tần số cao
Nếu bản thân nguồn điện chuyển mạch tần số cao tồn tại trong vấn đề nhiễu điện từ (EMI) 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 dàng xâm nhập vào không gian. hình thành ô nhiễm điện từ, làm phát sinh các vấn đề về tương thích điện từ của nguồn điện chuyển mạch tần số cao (EMC). Bài viết này tập trung vào màn hình cung cấp điện tín hiệu đường sắt sử dụng mô-đun cung cấp điện chuyển mạch tần số cao 1200W (24V/50A) chống quấy rối điện từ vượt quá phân tích vấn đề tiêu chuẩn và đưa ra các biện pháp cải tiến.
Phiền toái điện từ chuyển mạch tần số cao có thể được chia thành hai loại: phiền toái tiến hành và phiền toái bức xạ. Gây phiền toái thông qua việc truyền tải nguồn điện xoay chiều, tần số thấp hơn 30 MHz; gây phiền toái bức xạ thông qua sự lan truyền không gian, tần số 30 ~ 1000 MHz.
Phân tích nguồn quấy rối điện từ cung cấp năng lượng chuyển mạch tần số cao
Trong mạch chỉnh lưu, ống nguồn Q1, trên hình 1b mạch của ống nguồn Q2 ~ Q5, biến áp cao tần T1, điốt chỉnh lưu đầu ra D1 ~ D2 là nguồn điện chuyển mạch tần số cao có tác dụng tạo ra nhiễu điện từ của chính nguồn quấy rối, được phân tích cụ thể như sau.
Quá trình chỉnh lưu của bộ chỉnh lưu tạo ra sóng hài cao dọc theo đường dây điện để tạo ra sự phiền toái do dẫn truyền và bức xạ.
Ống nguồn chuyển mạch hoạt động ở trạng thái dẫn và cắt tần số cao, để giảm tổn thất chuyển mạch và cải thiện mật độ năng lượng cũng như hiệu suất tổng thể của nguồn điện, nói chung, ống chuyển mạch bật và tắt ngày càng nhanh hơn. trong vài micro giây, ống chuyển mạch bật và tắt với tốc độ như vậy, tạo thành điện áp khởi động và dòng điện khởi động, đồng thời nó sẽ tạo ra các sóng hài tần số cao và điện áp cao, sẽ gây ra phiền toái điện từ cho không gian và Dòng đầu vào AC.
Máy biến áp cao tần T1 thực hiện chuyển đổi năng lượng cùng lúc, tạo ra trường điện từ xen kẽ, phát sóng điện từ vào không gian, tạo thành nguồn bức xạ phiền toái. Điện cảm và điện dung phân bố của máy biến áp tạo ra dao động và được ghép vào mạch điện xoay chiều đầu vào thông qua điện dung phân tán giữa các tầng đầu của máy biến áp, tạo thành dây dẫn phiền toái.
Trong trường hợp 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 độ tự cảm ký sinh của diode đạo trình, điện dung tiếp giáp và sự hiện diện của dòng phục hồi ngược nên nó hoạt động với tốc độ thay đổi điện áp và dòng điện rất cao, thời gian phục hồi ngược của diode càng dài thì tác động của xung càng lớn. Dòng điện càng mạnh thì tín hiệu gây phiền toái càng tạo ra sự suy giảm tần số dao động cao, đây là một loại quấy rối được tiến hành ở chế độ vi sai.
Tất cả các tín hiệu điện từ này được tạo ra thông qua dây nguồn, dây tín hiệu, dây nối đất và các dây kim loại khác được truyền đến nguồn điện bên ngoài để tạo thành một mối phiền toái được tiến hành. Thông qua bức xạ dây dẫn và thiết bị hoặc bằng cách hoạt động như một đường dây kết nối ăng-ten phát ra tín hiệu phiền toái do nhiễu bức xạ gây ra.
3, để quấy rối điện từ cung cấp năng lượng chuyển mạch tần số cao của thiết kế tương thích điện từ
Chuyển đổi đầu vào nguồn điện cộng với bộ lọc nguồn, ngăn chặn các sóng hài cao do nguồn điện chuyển mạch tạo ra.
Các đường dây điện đầu vào và đầu ra có vòng ferrite, một mặt để ngăn chặn đường dây điện ở chế độ chung tần số cao, mặt khác để giảm năng lượng phiền toái tỏa ra qua đường dây điện.
Đường dây điện càng gần mặt đất càng tốt để giảm diện tích vòng lặp của bức xạ chế độ vi sai; đường dây nguồn AC đầu vào và đường dây nguồn DC đầu ra được căn chỉnh riêng biệt, làm giảm sự ghép nối điện từ giữa đầu vào và đầu ra; các đường tín hiệu cách xa đường dây điện, gần với đường dây nối đất và việc căn chỉnh không quá dài để giảm diện tích vòng lặp của mạch; Chiều rộng của đường bo mạch PCB không thể thay đổi đột ngột, góc của góc sử dụng chuyển tiếp tròn, càng xa càng tốt, không sử dụng góc vuông hoặc góc nhọn.
Tụ tách lắp đặt ống chuyển mạch chip và MOS, vị trí của nó càng gần càng tốt với nguồn điện được kết nối song song trong thiết bị và chân nối đất.
Do sự tồn tại của dây dẫn nối đất Ldi/dt, bo mạch PCB và khung máy sử dụng kết nối trụ đồng một cách gián tiếp, không phù hợp với kết nối trụ đồng sử dụng dây dày hơn và gần với mặt đất.
Thêm mạch hấp thụ RC ở cả hai đầu của ống chuyển mạch cũng như diode chỉnh lưu đầu ra để hấp thụ điện áp đột biến.
