โซลูชันการออกแบบความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูง
หากแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่งความถี่สูงนั้นมีอยู่ในปัญหาการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ไม่ได้รับการจัดการอย่างดี ไม่เพียงแต่ง่ายต่อมลภาวะของโครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อการทำงานปกติของอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ และเข้าไปในพื้นที่ยังง่ายต่อการ ก่อให้เกิดมลภาวะทางแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) ของแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูง บทความนี้มุ่งเน้นไปที่หน้าจอแหล่งจ่ายไฟสัญญาณรถไฟโดยใช้โมดูลจ่ายไฟสลับความถี่สูง 1200W (24V/50A) ของการคุกคามทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกินกว่าการวิเคราะห์ปัญหามาตรฐาน และนำเสนอมาตรการปรับปรุง
ความรำคาญทางแม่เหล็กไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูงสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ความรำคาญที่ดำเนินการและความรำคาญที่แผ่กระจาย ดำเนินการรำคาญผ่านการขยายพันธุ์ของแหล่งจ่ายไฟ AC ความถี่ต่ำกว่า 30MHz; แผ่ความรำคาญผ่านการแพร่กระจายของพื้นที่ความถี่ 30 ~ 1,000MHz
การวิเคราะห์แหล่งกำเนิดการคุกคามทางแม่เหล็กไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูง
ในวงจรเรียงกระแส หลอดไฟฟ้า Q1 ในรูปที่ 1b วงจรของหลอดไฟฟ้า Q2 ~ Q5 หม้อแปลงความถี่สูง T1 ไดโอดเรียงกระแสเอาต์พุต D1 ~ D2 เป็นงานจ่ายไฟสลับความถี่สูงเพื่อสร้างการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าของหลัก แหล่งที่มาของการคุกคามวิเคราะห์โดยเฉพาะดังนี้
กระบวนการเรียงกระแสวงจรเรียงกระแสจะสร้างฮาร์โมนิคสูงตามแนวสายไฟเพื่อสร้างความรำคาญที่ดำเนินการและแผ่รังสี
หลอดสวิตชิ่งทำงานในสถานะของการนำและตัดความถี่สูง เพื่อลดการสูญเสียการสวิตชิ่งและปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพโดยรวมของแหล่งจ่ายไฟ หลอดสวิตชิ่งจะเปิดและปิดเร็วขึ้นและเร็วขึ้นโดยทั่วไป ภายในเวลาไม่กี่ไมโครวินาที ท่อสวิตชิ่งจะเปิดและปิดด้วยความเร็วดังกล่าว ซึ่งก่อให้เกิดแรงดันไฟเข้าและกระแสไฟพุ่ง และจะสร้างฮาร์โมนิกสไปค์ความถี่สูงและไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งจะก่อให้เกิดความรำคาญทางแม่เหล็กไฟฟ้าต่ออวกาศและ สายอินพุตไฟฟ้ากระแสสลับ
หม้อแปลงความถี่สูง T1 จะทำการแปลงพลังงานในเวลาเดียวกัน ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับ แผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกสู่อวกาศ ก่อให้เกิดการรบกวนการแผ่รังสี การเหนี่ยวนำแบบกระจายและความจุของหม้อแปลงจะสร้างการสั่นและควบคู่กับวงจรอินพุต AC ผ่านความจุแบบกระจายระหว่างระยะเริ่มต้นของหม้อแปลง ซึ่งก่อให้เกิดความรำคาญที่ดำเนินการ
ในกรณีที่แรงดันเอาต์พุตค่อนข้างต่ำ ไดโอดเรียงกระแสเอาต์พุตจะทำงานในสถานะการสลับความถี่สูง ซึ่งเป็นแหล่งที่มาของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย
เนื่องจากการเหนี่ยวนำปรสิตของไดโอดตะกั่ว ความจุทางแยก และการมีอยู่ของกระแสการกู้คืนแบบย้อนกลับ เพื่อให้ทำงานในอัตราที่สูงมากของการเปลี่ยนแปลงแรงดันและกระแส ยิ่งเวลาการกู้คืนแบบย้อนกลับของไดโอดนานขึ้นเท่าใด ผลกระทบของเข็มก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ปัจจุบันยิ่งสัญญาณรบกวนแรงขึ้นซึ่งก่อให้เกิดการลดทอนการสั่นความถี่สูงซึ่งเป็นรูปแบบการคุกคามที่ดำเนินการในโหมดดิฟเฟอเรนเชียล
สัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดนี้เกิดขึ้นจากสายไฟ สายสัญญาณ สายกราวด์ และสายโลหะอื่นๆ ที่ส่งไปยังแหล่งจ่ายไฟภายนอกเพื่อสร้างความรำคาญ ผ่านการแผ่รังสีของตัวนำและอุปกรณ์หรือโดยทำหน้าที่เป็นสายเชื่อมต่อเสาอากาศการแผ่รังสีของสัญญาณรบกวนที่เกิดจากการคุกคามของรังสี
3 สำหรับแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูงการคุกคามทางแม่เหล็กไฟฟ้าของการออกแบบความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า
ทางเข้าของแหล่งจ่ายไฟสลับพร้อมตัวกรองพลังงาน ยับยั้งฮาร์โมนิกสูงที่เกิดจากแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
สายไฟอินพุตและเอาต์พุตที่มีวงแหวนเฟอร์ไรต์ ทำหน้าที่ระงับสายไฟโหมดร่วมความถี่สูง ในทางกลับกัน เพื่อลดพลังงานรบกวนที่แผ่ผ่านสายไฟ
สายไฟใกล้กับพื้นมากที่สุดเพื่อลดพื้นที่ลูปของการแผ่รังสีโหมดดิฟเฟอเรนเชียล สายไฟ AC อินพุตและเอาต์พุตสายไฟ DC การจัดตำแหน่งแยกกันลดการมีเพศสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างอินพุตและเอาต์พุต สายสัญญาณอยู่ห่างจากสายไฟ ใกล้กับการจัดตำแหน่งสายกราวด์ และการจัดตำแหน่งไม่ควรยาวเกินไป เพื่อลดพื้นที่ลูปของวงจร ความกว้างของเส้นบอร์ด PCB ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในทันที มุมของมุมโดยใช้การเปลี่ยนแบบโค้งมน เท่าที่เป็นไปได้ อย่าใช้มุมขวาหรือมุมที่แหลมคม
การติดตั้งตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนการติดตั้งชิปและ MOS ตำแหน่งของมันใกล้กับแหล่งจ่ายไฟที่เชื่อมต่อแบบขนานในอุปกรณ์และพินกราวด์มากที่สุด
เนื่องจากมีตัวนำสายดิน Ldi/dt บอร์ด PCB และแชสซีจึงใช้การเชื่อมต่อเสาทองแดงทางอ้อม ไม่เหมาะสำหรับการเชื่อมต่อเสาทองแดงโดยใช้สายหนากว่า และใกล้กับกราวด์
เพิ่มวงจรการดูดกลืน RC ที่ปลายทั้งสองของท่อสวิตชิ่งรวมทั้งไดโอดเรียงกระแสเอาต์พุตเพื่อดูดซับแรงดันไฟกระชาก
