按照鐵路行業EN50155標準要求,應用在高鐵門控系統的電源產品其電磁兼容需滿足EN 50121-3-2認證要求,同時浪涌需通過差模(線--線)1KV/共模(線--地)2KV。某高鐵門控系統,為增強設備抗干擾能力,減少失效風險,采用隔離電源供電。但在認證測試時進行浪涌試驗,發現系統的差模浪涌可以滿足要求,但進行共模浪涌試驗時,整個設備拉弧現象嚴重,并且導致多處IC損壞。為此,下面對設備的設計電路進行分析和整改。
原因分析:
首先,本案例中使用了隔離電源,一般來說共模浪涌試驗不應該出現拉弧問題。因此我們需要對客戶整個設備的電路結構進行分析。圖1為電源部分原理框圖,前端使用金升陽鐵路電源專用濾波器FC-CX3D 用于EMC防護,主控制板供電電源采用URF1D05QB-50W進行供電,同時與之并聯的電源URB1D15YMD-6W用于給電機驅動控制板供電,IB0505S-1W主要用于通信隔離芯片供電,大致結構如下。
圖1 高鐵門控設備主電路結構圖
從圖中可以看出,SP485通訊模塊的EMC防護電路PE通過兩個電源的隔離后與電源輸入端EMC防護濾波器的PE匯接在一起。這種接法屬于正常應用,但對浪涌來說卻是問題所在。
圖2 浪涌失效分析