Schéma de conception de compatibilité électromagnétique pour l'alimentation de commutation à haute fréquence
Si le problème de l'interférence électromagnétique (EMI) de l'alimentation de commutation à haute fréquence lui-même n'est pas géré correctement, mais non seulement pollue facilement le réseau électrique et affecte directement le fonctionnement normal d'autres équipements électriques, mais forme également facilement la pollution électromagnétique lorsqu'elle est transmise dans l'espace, entraînant le problème de puissance électromagnétique (EMC) à haute teneur en fonction de l'électricité. Cet article se concentre sur l'analyse de l'interférence électromagnétique dépassant la norme dans le module d'alimentation à haute fréquence de 1200W (24V / 50A) utilisé dans les panneaux d'alimentation du signal ferroviaire et propose des mesures d'amélioration.
L'interférence électromagnétique générée par des alimentations de puissance de commutation haute fréquence peut être divisée en deux catégories: une interférence conduite et une interférence rayonnée. Les perturbations conduites se propagent à travers des sources d'énergie CA avec des fréquences inférieures à 30 MHz; La perturbation du rayonnement se propage dans l'espace, avec des fréquences allant de 30 à 1000 MHz.
Analyse des sources de perturbation électromagnétique dans l'alimentation de commutation à haute fréquence
Le redresseur et le transistor de puissance Q1 dans le circuit, ainsi que les transistors de puissance Q2 à Q5, le transformateur à haute fréquence T1 et les diodes de redresseur de sortie D1 à D2 dans le circuit illustré à la figure 1B, sont les principales sources d'interférence électromagnétique générée lors du fonctionnement de la fourniture de puissance de commutation élevée. L'analyse spécifique est la suivante.
Les harmoniques d'ordre élevé générées pendant le processus de rectification du redresseur générent des perturbations conduites et rayonnées le long de la ligne électrique.
Les transistors de puissance de commutation fonctionnent dans des états de conduction et de coupure à haute fréquence. Afin de réduire les pertes de commutation, améliorez la densité de puissance et l'efficacité globale, la vitesse d'ouverture et de clôture des transistors de commutation devient de plus en plus rapide. Généralement, en quelques microsecondes, les transistors de commutation s'ouvrent et se ferment à cette vitesse, formant une tension de surtension et un courant de surtension, qui générera des harmoniques de pic à haute fréquence et à haute tension, provoquant des interférences électromagnétiques à l'espace et aux lignes d'entrée AC.
En même temps que le transformateur à haute fréquence T1 effectue une conversion de puissance, il génère un champ électromagnétique alternatif qui rayonne des ondes électromagnétiques dans l'espace, formant des troubles du rayonnement. L'inductance et la capacité distribuées du transformateur oscillent et couplent au circuit d'entrée CA par la capacité distribuée entre les étapes primaires du transformateur, formant des perturbations conduites.
Lorsque la tension de sortie est relativement faible, la diode de redresseur de sortie fonctionne dans un état de commutation haute fréquence et est également une source d'interférence électromagnétique.
En raison de l'inductance parasite et de la capacité de jonction des fils de diode, ainsi que de l'influence du courant de récupération inverse, il fonctionne à des taux de changement à haute tension et à courant. Plus le temps de récupération inverse de la diode, plus l'impact du courant de pointe est élevé et plus le signal de perturbation est important, ce qui entraîne une oscillation d'atténuation à haute fréquence, qui est un type de perturbation de conduction en mode différentiel.
