उच्च आवृत्ति स्विचिंग विद्युत आपूर्ति के लिए विद्युतचुंबकीय संगतता डिजाइन समाधान
यदि उच्च आवृत्ति स्विचिंग बिजली आपूर्ति की विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) समस्या को स्वयं ठीक से नहीं संभाला जाता है, तो यह न केवल बिजली ग्रिड में प्रदूषण का कारण बनेगा और सीधे अन्य विद्युत उपकरणों के सामान्य संचालन को प्रभावित करेगा, बल्कि अंतरिक्ष में विद्युत चुम्बकीय प्रदूषण भी आसानी से बना देगा, जिसके परिणामस्वरूप उच्च आवृत्ति स्विचिंग बिजली आपूर्ति की विद्युत चुम्बकीय संगतता (ईएमसी) समस्या होगी। यह लेख रेलवे सिग्नल पावर सप्लाई पैनल में उपयोग किए जाने वाले 1200W (24V / 50A) उच्च आवृत्ति स्विचिंग पावर सप्लाई मॉड्यूल की मानक समस्या से परे विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी का विश्लेषण करने पर केंद्रित है, और सुधार उपायों का प्रस्ताव करता है।
उच्च आवृत्ति स्विचिंग बिजली आपूर्ति द्वारा उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: संचालित गड़बड़ी और विकिरण गड़बड़ी। संचालित उत्पीड़न एसी बिजली आपूर्ति के माध्यम से प्रसारित होता है, जिसकी आवृत्ति 30 मेगाहर्ट्ज से कम होती है; विकिरणित उत्पीड़न अंतरिक्ष के माध्यम से प्रसारित होता है, जिसकी आवृत्ति 30 और 1000 मेगाहर्ट्ज के बीच होती है।
उच्च आवृत्ति स्विचिंग विद्युत आपूर्ति के विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी स्रोतों का विश्लेषण
सर्किट में रेक्टिफायर और पावर ट्यूब Q1, चित्र 1b के सर्किट में पावर ट्यूब Q2~Q5, हाई-फ़्रीक्वेंसी ट्रांसफ़ॉर्मर T1, और आउटपुट रेक्टिफायर डायोड D1~D2 सभी हाई-फ़्रीक्वेंसी स्विचिंग पावर सप्लाई के काम करने पर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक डिस्टर्बेंस के मुख्य स्रोत हैं। नीचे दिए अनुसार विशेष रूप से विश्लेषण करें।
दिष्टकारी की सुधार प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न उच्च-क्रम हार्मोनिक्स, विद्युत लाइन के साथ चालन गड़बड़ी और विकिरण गड़बड़ी का कारण बनेंगे।
स्विचिंग पावर ट्यूब उच्च आवृत्ति पर चालू और बंद अवस्था में काम करती है। स्विचिंग नुकसान को कम करने और पावर घनत्व और समग्र दक्षता में सुधार करने के लिए, स्विचिंग ट्यूब तेजी से चालू और बंद होती है, आम तौर पर कुछ माइक्रोसेकंड के भीतर। इस गति से चालू और बंद होने से सर्ज वोल्टेज और सर्ज करंट बनता है, जो उच्च आवृत्ति और उच्च वोल्टेज पीक हार्मोनिक्स उत्पन्न करता है, जिससे स्पेस और एसी इनपुट लाइनों में विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी होती है।
जब उच्च आवृत्ति वाला ट्रांसफॉर्मर T1 बिजली रूपांतरण करता है, तो यह एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है और अंतरिक्ष में विद्युत चुम्बकीय तरंगों को विकीर्ण करता है, जिससे विकिरण उत्पीड़न होता है। ट्रांसफॉर्मर का वितरित प्रेरण और धारिता दोलन उत्पन्न करते हैं और ट्रांसफॉर्मर के प्राथमिक और द्वितीयक चरणों के बीच वितरित धारिता के माध्यम से एसी इनपुट लूप से युग्मित होते हैं, जिससे चालक गड़बड़ी पैदा होती है।
जब आउटपुट वोल्टेज अपेक्षाकृत कम होता है, तो आउटपुट रेक्टिफायर डायोड उच्च आवृत्ति स्विचिंग स्थिति में काम करता है, जो विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी का एक स्रोत भी है।
डायोड के लीड पैरासिटिक इंडक्शन, जंक्शन कैपेसिटेंस और रिवर्स रिकवरी करंट के प्रभाव के कारण, यह बहुत उच्च वोल्टेज और करंट परिवर्तन दरों के तहत संचालित होता है। डायोड का रिवर्स रिकवरी समय जितना लंबा होगा, पीक करंट का प्रभाव उतना ही अधिक होगा। , डिस्टर्बेंस सिग्नल उतना ही मजबूत होता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च-आवृत्ति क्षीण दोलन होता है, जो एक प्रकार का अंतर मोड चालन डिस्टर्बेंस है।
ये सभी उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय संकेत धातु के तारों जैसे कि बिजली लाइनों, सिग्नल लाइनों और ग्राउंड तारों के माध्यम से बाहरी बिजली आपूर्ति में प्रेषित होते हैं, जिससे चालक गड़बड़ी पैदा होती है। विकिरणित गड़बड़ी गड़बड़ी संकेतों के कारण होती है जो तारों और उपकरणों के माध्यम से या एंटेना के रूप में कार्य करने वाले इंटरकनेक्ट के माध्यम से विकीर्ण होती हैं।
3. उच्च आवृत्ति स्विचिंग बिजली आपूर्ति की विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी के लिए विद्युत चुम्बकीय संगतता डिजाइन
स्विचिंग पावर सप्लाई द्वारा उत्पन्न उच्च-क्रम हार्मोनिक्स को दबाने के लिए स्विचिंग पावर सप्लाई इनलेट में एक पावर फिल्टर जोड़ें।
इनपुट और आउटपुट पावर लाइनों में फेराइट चुंबकीय रिंग जोड़ने से न केवल पावर लाइनों में उच्च आवृत्ति वाले सामान्य मोड को दबाया जाता है, बल्कि पावर लाइनों के माध्यम से विकीर्ण होने वाली गड़बड़ी ऊर्जा को भी कम किया जाता है।
अंतर मोड विकिरण के लूप क्षेत्र को कम करने के लिए बिजली लाइन को जमीन के तार के जितना संभव हो सके उतना करीब रखें; इनपुट एसी पावर लाइन और आउटपुट डीसी पावर लाइन को इनपुट और आउटपुट के बीच विद्युत चुम्बकीय युग्मन को कम करने के लिए अलग से रूट करें; सिग्नल लाइन को बिजली लाइन से दूर रखें और जमीन के करीब लाइनों को रूट किया जाना चाहिए, और लूप के लूप क्षेत्र को कम करने के लिए लाइनें बहुत लंबी नहीं होनी चाहिए; पीसीबी बोर्ड पर लाइनों की चौड़ाई अचानक नहीं होनी चाहिए, कोनों पर चाप संक्रमण का उपयोग करें, और सही कोण या तेज कोनों का उपयोग न करने का प्रयास करें।
चिप और MOS स्विच ट्यूब पर डीकप्लिंग कैपेसिटर को उपकरण के पावर और ग्राउंड पिन के समानांतर यथासंभव निकट स्थापित करें।
ग्राउंड वायर में Ldi/dt की मौजूदगी के कारण, PCB बोर्ड और चेसिस को कॉपर पिलर का उपयोग करके अप्रत्यक्ष रूप से जोड़ा जाता है। जो कॉपर पिलर के साथ कनेक्शन के लिए उपयुक्त नहीं हैं, उनके लिए मोटे तारों का उपयोग किया जाना चाहिए और पास में ग्राउंड किया जाना चाहिए।
सर्ज वोल्टेज को अवशोषित करने के लिए स्विच ट्यूब और आउटपुट रेक्टिफायर डायोड के दोनों सिरों पर एक RC अवशोषण सर्किट जोड़ें।
