Entwurfsschema für die elektromagnetische Verträglichkeit einer hochfrequenzstabilisierten Stromversorgung
Wenn das im Hochfrequenz-Schaltnetzteil selbst bestehende Problem der elektromagnetischen Störung (EMI) nicht richtig gelöst wird, führt dies nicht nur leicht zu einer Verschmutzung des Stromnetzes, beeinträchtigt direkt den normalen Betrieb anderer elektrischer Geräte, sondern führt auch leicht zu elektromagnetischen Störungen Verschmutzung in den Raum, was zu Problemen mit der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) von Frequenzschaltnetzteilen führt. Dieses Papier konzentriert sich auf die Analyse der elektromagnetischen Störungen, die über den Standard des 1200 W (24 V/50 A) Hochfrequenz-Schaltnetzteilmoduls hinausgehen, das im Stromversorgungsbildschirm für Eisenbahnsignale verwendet wird, und schlägt Verbesserungsmaßnahmen vor.
Die durch Hochfrequenz-Schaltnetzteile erzeugten elektromagnetischen Störungen können in zwei Kategorien unterteilt werden: Leitungsstörungen und Strahlungsstörungen. Die Leitungsstörung breitet sich über die Wechselstromversorgung aus und die Frequenz liegt unter 30 MHz. Die Strahlungsstörung breitet sich durch den Raum aus und die Frequenz beträgt 30-1000MHz.
Analyse der elektromagnetischen Störquelle von Hochfrequenz-Schaltnetzteilen
Der Gleichrichter, die Leistungsröhre Q1 im Schaltkreis, die Leistungsröhren Q2–Q5, der Hochfrequenztransformator T1 und die Ausgangsgleichrichterdioden D1–D2 im Schaltkreis in Abbildung 1b sind die Hauptquellen elektromagnetischer Störungen, wenn das Hochfrequenz-Schaltnetzteil in Betrieb ist . Analysieren Sie im Einzelnen wie folgt.
Die durch den Gleichrichtungsprozess des Gleichrichters erzeugten Oberwellen höherer Ordnung erzeugen leitungsgebundene und abgestrahlte Störungen entlang der Stromleitung.
Die Schaltleistungsröhre arbeitet im hochfrequenten Ein- und Ausschaltzustand. Um den Schaltverlust zu reduzieren, die Leistungsdichte und den Gesamtwirkungsgrad der Stromversorgung zu verbessern, wird die Schaltröhre immer schneller ein- und ausgeschaltet, im Allgemeinen in wenigen Mikrosekunden, und die Schaltröhre dauert das Ein- und Ausschalten bei einer solchen Zeit Geschwindigkeit erzeugt Stoßspannungen und Stoßströme, die Hochfrequenz- und Hochspannungsoberschwingungen erzeugen und elektromagnetische Störungen im Raum und in den Wechselstromeingangsleitungen verursachen.
Während der Hochfrequenztransformator T1 die Leistungsumwandlung durchführt, erzeugt er ein elektromagnetisches Wechselfeld und strahlt elektromagnetische Wellen in den Weltraum ab, wodurch Strahlungsstörungen entstehen. Die verteilte Induktivität und Kapazität des Transformators schwingen und sind über die verteilte Kapazität zwischen der Primär- und Sekundärstufe des Transformators mit der AC-Eingangsschleife gekoppelt, wodurch Leitungsstörungen entstehen.
Wenn die Ausgangsspannung relativ niedrig ist, arbeitet die Ausgangsgleichrichterdiode in einem hochfrequenten Schaltzustand, der ebenfalls eine Quelle elektromagnetischer Störungen darstellt.
Aufgrund der parasitären Induktivität der Anschlussdrähte der Diode, der Existenz der Sperrschichtkapazität und des Einflusses des Rückstroms arbeitet sie mit einer sehr hohen Spannungs- und Stromänderungsrate. Je länger die Sperrverzögerungszeit der Diode ist, desto größer ist der Einfluss des Spitzenstroms. , desto stärker ist das Störsignal, was zu einer hochfrequenten Dämpfungsschwingung führt, bei der es sich um eine Differenzmodus-Leitungsstörung handelt.
Alle diese erzeugten elektromagnetischen Signale werden über Metalldrähte wie Stromleitungen, Signalleitungen und Erdungsleitungen an die externe Stromversorgung übertragen und verursachen Leitungsstörungen. Strahlungsstörungen werden durch Störsignale verursacht, die durch Leiter und Geräte oder durch Verbindungsleitungen, die als Antennen fungieren, abgestrahlt werden.
