Skema Desain Kompatibilitas Elektromagnetik untuk Catu Daya Beralih Frekuensi Tinggi
Jika masalah interferensi elektromagnetik (EMI) dari catu daya sakelar frekuensi tinggi itu sendiri tidak ditangani dengan benar, itu tidak hanya dengan mudah mencemari jaringan listrik dan secara langsung mempengaruhi operasi normal peralatan listrik lainnya, tetapi juga dengan mudah membentuk polusi elektromagnetik ketika ditransmisikan ke ruang angkasa, yang dihasilkan dalam sakelar catu daya. Artikel ini berfokus pada analisis gangguan elektromagnetik yang melebihi standar dalam modul daya sakelar frekuensi tinggi 1200W (24V/50a) yang digunakan dalam panel catu daya sinyal kereta api, dan mengusulkan langkah-langkah peningkatan.
Gangguan elektromagnetik yang dihasilkan oleh catu daya switching frekuensi tinggi dapat dibagi menjadi dua kategori: gangguan yang dilakukan dan gangguan yang dipancarkan. Gangguan yang dilakukan merambat melalui sumber daya AC dengan frekuensi di bawah 30MHz; Gangguan radiasi merambat melalui ruang, dengan frekuensi mulai dari 30 hingga 1000 MHz.
Analisis Sumber Gangguan Elektromagnetik dalam Catu Daya Beralih Frekuensi Tinggi
Penyearah dan transistor daya Q1 di sirkuit, serta transistor daya Q2 ke Q5, transformator frekuensi tinggi T1, dan output dioda penyearah D1 ke D2 dalam sirkuit yang ditunjukkan pada Gambar 1B, adalah sumber utama gangguan elektromagnetik yang dihasilkan selama pengoperasian catu daya switching yang tinggi. Analisis spesifik adalah sebagai berikut.
Harmonik orde tinggi yang dihasilkan selama proses perbaikan penyearah akan menghasilkan gangguan yang dilakukan dan dipancarkan di sepanjang saluran listrik.
Switching Power Transistor beroperasi di kondisi konduksi dan cutoff frekuensi tinggi. Untuk mengurangi kerugian switching, meningkatkan kepadatan daya dan efisiensi keseluruhan, kecepatan pembukaan dan penutupan transistor switching semakin cepat dan lebih cepat. Secara umum, dalam beberapa mikrodetik, switching transistor terbuka dan tutup pada kecepatan ini, membentuk tegangan lonjakan dan arus lonjakan, yang akan menghasilkan frekuensi tinggi dan harmonik puncak tegangan tinggi, menyebabkan gangguan elektromagnetik pada ruang dan saluran input AC.
Pada saat yang sama dengan transformator frekuensi tinggi T1 melakukan konversi daya, ia menghasilkan medan elektromagnetik bergantian yang memancarkan gelombang elektromagnetik menjadi ruang, membentuk gangguan radiasi. Induktansi dan kapasitansi terdistribusi dari transformator osilasi dan pasangan ke sirkuit input AC melalui kapasitansi terdistribusi antara tahap utama transformator, membentuk gangguan yang dilakukan.
Ketika tegangan output relatif rendah, dioda penyearah output beroperasi dalam keadaan switching frekuensi tinggi dan juga merupakan sumber gangguan elektromagnetik.
Karena induktansi parasit dan kapasitansi persimpangan dari lead dioda, serta pengaruh arus pemulihan terbalik, beroperasi pada laju perubahan tegangan tinggi dan arus. Semakin lama waktu pemulihan terbalik dari dioda, semakin besar dampak arus puncak dan semakin kuat sinyal gangguan, yang mengakibatkan osilasi atenuasi frekuensi tinggi, yang merupakan jenis gangguan konduksi konduksi mode diferensial.
