โครงการออกแบบความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรความถี่สูง
หากปัญหาการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ที่มีอยู่ในตัวจ่ายไฟสวิตชิ่งความถี่สูงไม่ได้รับการจัดการอย่างดี ไม่เพียงแต่จะก่อให้เกิดมลพิษต่อโครงข่ายไฟฟ้าอย่างง่ายดาย แต่ยังส่งผลกระทบโดยตรงต่อการทำงานปกติของอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ แต่ยังก่อให้เกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ง่ายอีกด้วย มลพิษลงสู่อวกาศ ส่งผลให้เกิดปัญหาความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) สูงของอุปกรณ์จ่ายไฟสลับความถี่ บทความนี้มุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกินมาตรฐานของโมดูลจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งความถี่สูง 1200W (24V/50A) ที่ใช้ในหน้าจอจ่ายไฟสัญญาณรถไฟ และเสนอมาตรการปรับปรุง
การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูงสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การรบกวนการนำและการรบกวนการแผ่รังสี การรบกวนการนำไฟฟ้าแพร่กระจายผ่านแหล่งจ่ายไฟ AC และความถี่ต่ำกว่า 30MHz การรบกวนการแผ่รังสีแพร่กระจายผ่านอวกาศ และความถี่คือ 30-1000MHz
การวิเคราะห์แหล่งกำเนิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูง
วงจรเรียงกระแส, หลอดกำลัง Q1 ในวงจร, หลอดกำลัง Q2~Q5, หม้อแปลงความถี่สูง T1 และไดโอดเรียงกระแสเอาต์พุต D1~D2 ในวงจรในรูปที่ 1b เป็นแหล่งที่มาหลักของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูงทำงาน . วิเคราะห์โดยเฉพาะดังนี้
ฮาร์โมนิคลำดับสูงที่สร้างขึ้นโดยกระบวนการเรียงกระแสของวงจรเรียงกระแสจะทำให้เกิดการรบกวนแบบดำเนินการและแบบแผ่กระจายไปตามสายไฟ
หลอดไฟฟ้าสวิตชิ่งทำงานในสถานะเปิดและปิดความถี่สูง เพื่อลดการสูญเสียการสวิตชิ่ง ปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพโดยรวมของแหล่งจ่ายไฟ ท่อสวิตชิ่งจะเปิดและปิดเร็วขึ้นและเร็วขึ้น โดยทั่วไปใช้เวลาเพียงไม่กี่ไมโครวินาที และท่อสวิตชิ่งจะใช้เวลาในการเปิดและปิดในเวลาดังกล่าว ความเร็วจะก่อให้เกิดแรงดันไฟกระชากและกระแสไฟกระชาก ซึ่งจะสร้างฮาร์โมนิกพีคความถี่สูงและแรงดันสูง และก่อให้เกิดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าไปยังพื้นที่และสายอินพุต AC
ในขณะที่หม้อแปลงความถี่สูง T1 ทำการแปลงพลังงาน ก็จะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับและแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกสู่อวกาศ ก่อให้เกิดการรบกวนการแผ่รังสี ตัวเหนี่ยวนำแบบกระจายและความจุของหม้อแปลงออสซิลเลท และเชื่อมต่อกับลูปอินพุต AC ผ่านความจุแบบกระจายระหว่างขั้นตอนหลักและขั้นทุติยภูมิของหม้อแปลง ก่อให้เกิดการรบกวนการนำไฟฟ้า
เมื่อแรงดันเอาต์พุตค่อนข้างต่ำ ไดโอดเรียงกระแสเอาต์พุตจะทำงานในสถานะสวิตชิ่งความถี่สูง ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย
เนื่องจากการเหนี่ยวนำปรสิตของสายตะกั่วของไดโอด การมีอยู่ของความจุของจุดแยก และอิทธิพลของกระแสการกู้คืนแบบย้อนกลับ จึงทำงานที่อัตราการเปลี่ยนแปลงของแรงดันและกระแสที่สูงมาก ยิ่งเวลาการกู้คืนแบบย้อนกลับของไดโอดนานขึ้น ผลกระทบของกระแสไฟฟ้าสูงสุดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งสัญญาณรบกวนแรงขึ้น ส่งผลให้เกิดการสั่นของการลดทอนความถี่สูง ซึ่งเป็นโหมดดิฟเฟอเรนเชียลรบกวนการนำ
สัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นทั้งหมดนี้ถูกส่งไปยังแหล่งจ่ายไฟภายนอกผ่านสายไฟโลหะ เช่น สายไฟ สายสัญญาณ และสายดิน เพื่อก่อให้เกิดการรบกวนการนำไฟฟ้า การรบกวนจากการแผ่รังสีมีสาเหตุมาจากสัญญาณรบกวนที่แผ่ผ่านตัวนำและอุปกรณ์ หรือผ่านสายเชื่อมต่อที่ทำหน้าที่เป็นเสาอากาศ
