Estoy en un grupo de personas encargadas de diseñar e implementar un convertidor DC-DC con un voltaje de salida de 24 voltios, con un voltaje de entrada de 9 a 36V, con un filtro EMI, que debe cumplir con la norma EN50155. Leí muchos artículos pero todavía tengo problemas por dónde empezar. ¿Debo comenzar con el diseño de estranguladores de modo común y modo diferencial? Pero, ¿en qué rango de frecuencias debo atenuar? Encontré fórmulas para encontrar la permeabilidad del núcleo de ferrita y las mils circulares. Pero aún no sé por dónde empezar o simular estos en un programa. Espero obtener una dirección e instrucciones de una persona con experiencia.
Usted menciona EN 50155, entonces Aplicaciones ferroviarias - A bordo. De hecho, la norma EMC de referencia es la EN 50121-3-2 para inmunidad y la EN 61000-6-4 para emisiones (entorno industrial).
Ahora, parece que se está centrando en las emisiones: por supuesto, un convertidor de conmutación CC/CC tendrá emisiones de modo común, que son relevantes para el cumplimiento de los límites conducidos (hasta 30 MHz) y radiados (por encima de 30 MHz). Esta es la división de rangos de frecuencia según CISPR y EN 61000-6-4. tenga cuidado de que el elemento del material rodante (por ejemplo, loco o tren eléctrico, o lo que sea) debe pasar la norma EN 50121-3-1 que mide las emisiones radiadas a partir de 150 kHz. Por lo tanto, las emisiones radiadas entre 0,15 y 30 MHz de CC/CC y sus cables pueden ser relevantes para el cumplimiento general.
Entonces, la conversión DC/DC puede molestar a otros, ya que seguramente suministrará algún equipo de señalización o telecomunicaciones, tal vez en la cabina del conductor, o algún punto de acceso Wifi a lo largo del tren, o similar. En particular, para equipos especiales como la consola del conductor, en lugar de un punto de acceso WiFi, los protocolos utilizados para enviar señales de ida y vuelta pueden ser susceptibles de acoplamiento de ruido a través de las respectivas tierras funcionales o diafonía. No tiene especificaciones para esto, porque no es obligatorio, pero conocer de antemano a las posibles víctimas ("vecinos") y las posibles rutas de acoplamiento aumentará la aceptación de su producto DC/DC.
Para reducir algunas cifras, sin conocer su potencia nominal (es decir, el tamaño de su CC/CC), por lo general, un inductor de modo común alrededor de algunos mH funciona bastante bien; considere que si incluye condensadores, necesitarán "tierra", y esa tierra está integrada en el chasis, y todos, casi, se conectan a él. Así que mejor confiar en un buen inductor cm.
Rango de frecuencia: primero debe simular, luego medir las emisiones de su CC/CC para comprender qué tipo de ferrita necesita: considerando la baja frecuencia (los 150 kHz mencionados para el cumplimiento de las normas, más bajo que el cumplimiento de los "vecinos"), necesita ferrita "suave", por ejemplo, 3E25 de Ferroxcube o equivalente (necesita acumular algunos mH de los que hablamos); la alta frecuencia se puede curar con un toroide de ferrita directamente en el cable.
Por supuesto, esto es aproximado y se basa en la experiencia, señalando con el dedo los principales problemas y elementos. Debería ser más cuantitativo, teniendo en cuenta la arquitectura del convertidor, las formas de onda típicas, etc.
Espero obtener una dirección e instrucciones de una persona con experiencia.
Comience leyendo las partes de EMC de EN50155 (y los documentos de referencia) y decida a qué rango de frecuencias necesita aplicar filtros y qué nivel de atenuación puede esperar. Por supuesto, no puede decidir cuánta atenuación necesita aplicar (ya qué frecuencias) hasta que haya probado el diseño básico de su convertidor.
Por lo tanto, es un viaje de descubrimiento de dos frentes: comprender los requisitos y comprender cuánto filtrado requiere su diseño para ser compatible.
Comience con un diseño de un fabricante de IC (p. ej., dispositivos analógicos, texas inst., maxim). Cada dispositivo tendrá algunos circuitos de ejemplo en su hoja de datos. O, mejor aún, compre una placa de evaluación del fabricante que cumpla con sus requisitos de voltaje y corriente. Luego siga los consejos de construcción, medida y refinamiento de las otras respuestas.
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