Pg电子游戏:铁路机车专用模块电源的EMC研究说明
铁路机车正常运行中,由于用电设备频繁启动、环境温度变化大、设备安装集成度高等原因,造成机车环境十分恶劣,使得供电总线的干扰非常大,经常出现浪涌电压冲击、电磁辐射、高频脉冲群等干扰。目前铁路机车对机车电源的
电磁兼容是近年来迅速发展的技术领域,它研究如何使电气电子设备或系统在电磁环境中,既具有足够的抗干扰能力、保持正常的下作性能,同时也不对处于同一环境中的其他设备和系统造成干扰。EMC包括电磁干扰(EMI) 和电磁敏感(EMS)2方面。EMI是指电气产品向外发出噪声;EMS则是指电气、电子产品抵抗外来电磁骚扰的能力。机车用的模块电源其EMC产生机理可以从EMS和EMI 2个方面来分析。
(1)电快速瞬变脉冲群干扰,一般是由闪电、接地故障或切换电感性负载而引起的瞬时扰动。这种干扰的特点是脉冲成群出现、重复频率高、波形上升时间短。干扰的机理是脉冲群对设备中半导体器件结电容的充电,当结电容的能量积累到一定程度,便会引起设备的误动作。
(2)浪涌电压冲击干扰是由于主电源系统切换干扰、各种系统故障及雷电引起的。该干扰具有电压快速上升后缓慢下降的特性。
(3)由于摩擦生电、感应生电、容性生电产生的静电放电干扰,其电流具有很高的幅值和很短的上升沿,这样就会在放电电流的附近产生强度大、频谱宽的电磁场,对电子线)射频
维修和安全检查人员在使用移动电话时所产生的,其他如无线电台、电视发射台、移动无线电发射机和各种丁业电磁辐射源,以及电焊机、晶闸管整流器、荧光灯工作时产生的寄生辐射,也都会产生射频辐射干扰。(5)电压瞬时跌落、短时中断干扰,是由电网、变电设施的故障或负荷突然出现大的变化所引起的。在某些情况下会出现2次或更多次连续的跌落或中断。
整流二极管和续流二极管的反向恢复电流产生的干扰强度大;而变压器的漏感会产生频带宽、幅度大的辐射能量。开关电源产生的电磁干扰,会使铁路的无线信号
开关电源的干扰信号有差模信号和共模信号,分别产生差模干扰和共模干扰。二者分布在不同的频段。大部分的差模干扰出现在1MHz以下,而共模干扰通常出现在100kHz以上。在100kHz~1MHz之间既有共模干扰又有差模干扰。可以说,差模一般出现在低频段,共模出现在高频段。开关电源在EMC测试中,最不好通过的传导干扰就是在10 MHz以下的干扰。而抑制该频段干扰的滤波器设计难度较大。
图1为EMC 滤波器的基本电路图。设计EMC滤波器,首先必须获得滤波器所要提供的干扰的衰减量。利用各种干扰分离器分别测出待测设备在未加任何滤波器元件下,共模和差模的原始信号,将测得的结果同需要抑制的最终值比较,以得到需要的衰减量来设计滤波器的各元件参数,并通过测量验证不断修正.以确认十扰是否在限值内。滤波器的转折频率即是需要的衰减量,可通过画波特图并和斜率为+40dB/dec的线相交点找到。从抑制效果来看,滤波电感、电容值越大,对干扰的抑制能力越强,但必须付出成本、体积增大的代价。而且由材料特性可知,当电容、电感值越大,元件阻抗特性的自共振频率越低,可持续衰减干扰的频带相对变窄,所以其值不能无限增大。考虑到电容器电容值对体积的变化率较

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