تجزیه و تحلیل منابع اختلالات الکترومغناطیسی در منابع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا
اگر مشکل تداخل الکترومغناطیسی (EMI) موجود در منبع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا به درستی مدیریت نشود، نه تنها ایجاد آلودگی در شبکه برق آسان است و مستقیماً بر عملکرد عادی سایر تجهیزات الکتریکی تأثیر می گذارد، بلکه به راحتی می توان آن را ایجاد کرد. ایجاد آلودگی الکترومغناطیسی در فضای ورودی، و در نتیجه مشکل سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) منبع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا. این مقاله بر تجزیه و تحلیل تداخل الکترومغناطیسی فراتر از استاندارد در ماژول منبع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا 1200W (24V/50A) مورد استفاده در صفحه نمایش منبع تغذیه سیگنال راه آهن تمرکز دارد و اقدامات بهبودی را پیشنهاد می کند.
اختلالات الکترومغناطیسی تولید شده توسط منابع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا را می توان به دو دسته تقسیم کرد: اختلالات هدایت شده و اختلالات تابشی. اختلالات هدایت شده از طریق منابع برق AC با فرکانس زیر 30 مگاهرتز منتشر می شود. اختلال تشعشع در فضا منتشر می شود و فرکانس آن از 30 تا 1000 مگاهرتز است.
هارمونیک های مرتبه بالا تولید شده در طول فرآیند یکسوسازی یکسو کننده، اختلالات هدایت و تشعشع را در طول خط برق ایجاد می کند.
ترانزیستورهای قدرت سوئیچینگ در حالت های رسانایی و قطع با فرکانس بالا کار می کنند. به منظور کاهش تلفات سوئیچینگ، بهبود چگالی توان و بازده کلی، سرعت باز و بسته شدن ترانزیستور سوئیچ معمولاً در چند میکروثانیه سریعتر و سریعتر می شود. ترانزیستور سوئیچ با این سرعت باز و بسته می شود و ولتاژ نوسانی و جریان موجی ایجاد می کند که هارمونیک های پیک فرکانس بالا و ولتاژ بالا و تداخل الکترومغناطیسی در فضا و خطوط ورودی AC ایجاد می کند.
همزمان که ترانسفورماتور فرکانس بالا T1 تبدیل نیرو را انجام می دهد، میدان های الکترومغناطیسی متناوب ایجاد می کند، امواج الکترومغناطیسی را به فضا تابش می کند و اختلالات تشعشع را ایجاد می کند. اندوکتانس و خازن توزیع شده ترانسفورماتور نوساناتی را ایجاد می کند که از طریق ظرفیت توزیع شده بین مراحل اولیه ترانسفورماتور به مدار ورودی AC کوپل شده و اختلالات رسانایی را ایجاد می کند.
هنگامی که ولتاژ خروجی نسبتاً کم است، دیود یکسو کننده خروجی در حالت سوئیچینگ فرکانس بالا عمل می کند و همچنین منبع تداخل الکترومغناطیسی است.
با توجه به اندوکتانس انگلی و ظرفیت اتصال سرب دیود و همچنین تأثیر جریان بازیابی معکوس، در نرخ های تغییر ولتاژ و جریان بالا کار می کند. هر چه زمان بازیابی معکوس دیود طولانی تر باشد، تاثیر جریان اوج بیشتر و سیگنال اختلال قوی تر است، که منجر به نوسان میرایی فرکانس بالا می شود که یک اختلال هدایت حالت دیفرانسیل است.
تمام سیگنال های الکترومغناطیسی تولید شده از طریق سیم های فلزی مانند خطوط برق، خطوط سیگنال و سیم های زمین به منابع برق خارجی منتقل می شوند و اختلالات رسانایی ایجاد می کنند. اختلالات تشعشع شده توسط سیگنال های تداخلی ایجاد می شود که از طریق سیم ها و دستگاه ها یا سیم های متصل به هم که به عنوان آنتن عمل می کنند، ایجاد می شوند.
