Skim Reka Bentuk Keserasian Elektromagnet untuk Bekalan Kuasa Beralih Kekerapan Tinggi
Sekiranya masalah gangguan elektromagnet (EMI) bekalan kuasa penukaran frekuensi tinggi itu sendiri tidak ditangani dengan betul, ia bukan sahaja mudah mencemarkan grid kuasa dan secara langsung mempengaruhi operasi biasa peralatan elektrik yang lain, tetapi juga dengan mudah membentuk pencemaran elektromagnetik. Artikel ini memberi tumpuan kepada analisis gangguan elektromagnetik melebihi standard dalam modul kuasa suis frekuensi tinggi 1200W (24V/50A) yang digunakan dalam panel bekalan kuasa isyarat kereta api, dan mencadangkan langkah-langkah penambahbaikan.
Gangguan elektromagnet yang dihasilkan oleh bekalan kuasa penukaran frekuensi tinggi boleh dibahagikan kepada dua kategori: gangguan yang dijalankan dan gangguan yang dipancarkan. Melakukan gangguan yang disebarkan melalui sumber kuasa AC dengan frekuensi di bawah 30MHz; Gangguan radiasi menyebarkan melalui ruang angkasa, dengan frekuensi antara 30 hingga 1000 MHz.
Analisis sumber gangguan elektromagnetik dalam bekalan kuasa penukaran frekuensi tinggi
Pengarah dan transistor kuasa Q1 dalam litar, serta transistor kuasa Q2 hingga Q5, pengubah frekuensi tinggi T1, dan pengetatan output diodes D1 hingga D2 dalam litar yang ditunjukkan dalam Rajah 1b, adalah sumber utama gangguan elektromagnet yang dijana semasa operasi penyebaran kuasa tinggi. Analisis khusus adalah seperti berikut.
Harmonik pesanan tinggi yang dihasilkan semasa proses pembetulan penerus akan menghasilkan gangguan yang dijalankan dan dipancarkan di sepanjang garis kuasa.
Transistor kuasa beralih beroperasi dalam konduksi frekuensi tinggi dan keadaan cutoff. Untuk mengurangkan kerugian beralih, meningkatkan ketumpatan kuasa dan kecekapan keseluruhan, pembukaan dan penutupan kelajuan transistor beralih semakin cepat dan lebih cepat. Secara amnya, dalam beberapa mikroseconds, penukaran transistor terbuka dan menutup pada kelajuan ini, membentuk voltan lonjakan dan arus lonjakan, yang akan menghasilkan harmonik puncak frekuensi tinggi dan tinggi voltan, menyebabkan gangguan elektromagnet ke ruang dan garisan input AC.
Pada masa yang sama dengan pengubah T1 frekuensi tinggi melakukan penukaran kuasa, ia menghasilkan medan elektromagnet bergantian yang memancarkan gelombang elektromagnet ke ruang angkasa, membentuk gangguan radiasi. Induktansi dan kapasitansi yang diedarkan dari pengubah berayun dan pasangan ke litar input AC melalui kapasitansi yang diedarkan antara peringkat utama pengubah, membentuk gangguan yang dilakukan.
Apabila voltan output agak rendah, diod penerus output beroperasi dalam keadaan penukaran frekuensi tinggi dan juga merupakan sumber gangguan elektromagnet.
Oleh kerana induktansi parasit dan kapasitans persimpangan diod memimpin, serta pengaruh arus pemulihan terbalik, ia beroperasi pada kadar perubahan voltan dan semasa. Semakin lama masa pemulihan diod, semakin besar kesan arus puncak dan semakin kuat isyarat gangguan, mengakibatkan ayunan pelemahan frekuensi tinggi, yang merupakan jenis gangguan konduksi mod pembezaan.
