ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับรูปแบบการออกแบบความเข้ากันได้ของแม่เหล็กไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟการสลับความถี่สูง
หากปัญหาการรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ของแหล่งจ่ายไฟการสลับความถี่สูงนั้นไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้องไม่เพียง แต่จะทำให้เกิดมลพิษได้อย่างง่ายดายและส่งผลโดยตรงต่อการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ แต่ยังสร้างมลพิษทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างง่ายดาย บทความนี้มุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าเกินมาตรฐานในโมดูลพลังงานสวิตช์ความถี่สูง 1200W (24V/50A) ที่ใช้ในแผงจ่ายไฟสัญญาณทางรถไฟและเสนอมาตรการปรับปรุง
สัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากแหล่งจ่ายไฟการสลับความถี่สูงสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การรบกวนที่ดำเนินการและการรบกวนที่แผ่รังสี การรบกวนที่ดำเนินการแพร่กระจายผ่านแหล่งพลังงาน AC ที่มีความถี่ต่ำกว่า 30MHz; การรบกวนจากรังสีแพร่กระจายผ่านอวกาศโดยมีความถี่ตั้งแต่ 30 ถึง 1,000 MHz
การวิเคราะห์แหล่งกำเนิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในแหล่งจ่ายไฟการสลับความถี่สูง
วงจรเรียงกระแสและทรานซิสเตอร์พลังงาน Q1 ในวงจรเช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์พลังงาน Q2 ถึง Q5 หม้อแปลงไฟฟ้าความถี่สูง T1 และไดโอดไดโอด D1 ถึง D2 ในวงจรที่แสดงในรูปที่ 1B เป็นแหล่งกำเนิดหลักของการรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า การวิเคราะห์เฉพาะมีดังนี้
ฮาร์มอนิกลำดับสูงที่สร้างขึ้นในระหว่างกระบวนการแก้ไขของวงจรเรียงกระแสจะสร้างและการรบกวนที่ดำเนินการตามแนวสายไฟ
การสลับทรานซิสเตอร์พลังงานทำงานในการนำความถี่สูงและสถานะการตัด เพื่อลดการสูญเสียการสลับปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพโดยรวมการเปิดและความเร็วในการปิดของทรานซิสเตอร์สลับจะเร็วขึ้นและเร็วขึ้น โดยทั่วไปภายในไม่กี่ microseconds การสลับทรานซิสเตอร์เปิดและปิดด้วยความเร็วนี้สร้างแรงดันไฟฟ้ากระชากและกระแสไฟกระชากซึ่งจะสร้างความถี่สูงและแรงดันสูงสูงสุดฮาร์โมนิกทำให้เกิดสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าไปยังพื้นที่และสายอินพุต AC
ในเวลาเดียวกันกับหม้อแปลงไฟฟ้าความถี่สูง T1 ดำเนินการแปลงพลังงานมันจะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับกันที่แผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปสู่อวกาศทำให้เกิดการรบกวนจากรังสี การเหนี่ยวนำแบบกระจายและความจุของหม้อแปลงแกว่งและคู่ไปยังวงจรอินพุต AC ผ่านความจุแบบกระจายระหว่างขั้นตอนหลักของหม้อแปลง
เมื่อแรงดันเอาต์พุตค่อนข้างต่ำไดโอดส่งสัญญาณเอาต์พุตจะทำงานในสถานะการสลับความถี่สูงและยังเป็นแหล่งสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า
เนื่องจากการเหนี่ยวนำของปรสิตและความจุทางแยกของไดโอดนำไปสู่รวมถึงอิทธิพลของกระแสการกู้คืนย้อนกลับมันทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูงและอัตราการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน ยิ่งเวลาพักฟื้นย้อนกลับของไดโอดนานเท่าใดก็ยิ่งส่งผลกระทบต่อกระแสสูงสุดและสัญญาณรบกวนที่แข็งแกร่งขึ้นส่งผลให้เกิดการลดทอนความถี่สูงซึ่งเป็นประเภทของการรบกวนการนำความแตกต่างของโหมด
