Perjungiamojo režimo maitinimo šaltinio EMI projektavimo patirtis
1. EMI perjungiamojo maitinimo šaltinis
Perjungiamųjų maitinimo šaltinių EMI trikdžių šaltiniai yra sutelkti maitinimo jungikliuose, lygintuvuose dioduose, aukšto dažnio transformatoriuose ir kt. Išorinės aplinkos trikdžiai perjungiamiems maitinimo šaltiniams daugiausia kyla dėl elektros tinklo virpėjimo, žaibo smūgių, išorinės spinduliuotės ir kt.
(1) Maitinimo jungiklio vamzdis
Maitinimo jungiklio vamzdelis veikia esant greito ciklo įjungimo-išjungimo būsenai, o dv/dt ir di/dt greitai keičiasi. Todėl maitinimo jungiklio vamzdis yra ne tik pagrindinis elektrinio lauko sujungimo trikdžių šaltinis, bet ir pagrindinis magnetinio lauko sujungimo trikdžių šaltinis.
(2) Aukšto dažnio transformatorius
Aukšto dažnio transformatorių EMI šaltinis yra sutelktas į greitą ciklinę di/dt transformaciją, atitinkančią nuotėkio induktyvumą. Todėl aukšto dažnio transformatoriai yra svarbus magnetinio lauko sujungimo trukdžių šaltinis.
(3) Lygintuvo diodas
Lygintuvo diodo EMI šaltinis yra sutelktas į atvirkštinio atkūrimo charakteristikas. Atvirkštinės atkūrimo srovės nepertraukiamumo taškas sukels aukštą dv/dt induktyvumą (švino induktyvumą, kintamąjį induktyvumą ir t. t.), todėl atsiras stiprūs elektromagnetiniai trukdžiai.
(4) PCB
Tiksliau sakant, PCB yra aukščiau paminėtų trukdžių šaltinių sujungimo kanalas. PCB kokybė tiesiogiai atitinka aukščiau minėtų EMI šaltinių slopinimą.
2. Perjungiamojo maitinimo EMI perdavimo kanalų klasifikacija
(1) Laidžių trukdžių perdavimo kanalas
(1) Talpinė jungtis
(2) Indukcinė jungtis
(3) Varžinė jungtis
a. Varžinė laidumo jungtis, kurią sukelia viešojo maitinimo šaltinio vidinė varža
b. Varžinė laidumo jungtis, kurią sukelia bendrojo įžeminimo laido varža
c. Varžinė laidumo jungtis, kurią sukelia bendros linijos varža
(2) Radiacijos trukdžių perdavimo kanalai
(1) Komponentai ir laidai, kurie gali būti spinduliuotės trukdžių šaltiniai, gali būti laikomi antenomis, o analizei gali būti naudojamos elektrinio dipolio ir magnetinio dipolio teorijos; diodai, kondensatoriai ir galios perjungimo vamzdžiai gali būti laikomi elektros dipoliais, o induktoriaus ritė – magnetiniu dipoliu;
(2) Kai nėra ekranavimo korpuso, elektrinių dipolių ir magnetinių dipolių generuojamas elektromagnetinių bangų perdavimo kanalas yra oras (galima manyti, kad tai laisva erdvė);
(3) Kai yra skydas, atsižvelkite į skydo tarpus ir skyles ir išanalizuokite bei apdorokite jį pagal matematinį nuotėkio lauko modelį.
3. 9 pagrindinės priemonės EMI slopinimui perjungiant maitinimo šaltinius
Perjungiant maitinimo šaltinius staigūs įtampos ir srovės pokyčiai, ty aukšti dv/dt ir di/dt, yra pagrindinės EMI priežastys. Techninės priemonės, skirtos perjungiamojo maitinimo EMS projektavimui įgyvendinti, daugiausia grindžiamos šiais dviem punktais:
(1) Sumažinkite paties maitinimo šaltinio generuojamus trukdžių šaltinius, naudokite trukdžių slopinimo metodus arba gaminkite komponentus ir grandines su mažesniais trukdžiais ir pagrįstą išdėstymą;
(2) Sustabdykite maitinimo šaltinio EMI ir pagerinkite maitinimo šaltinio EMS, naudodami įžeminimą, filtravimą, ekranavimą ir kitas technologijas.
Kalbant atskirai, devynios pagrindinės priemonės yra šios:
(1) Sumažinkite dv/dt ir di/dt (sumažinkite jų didžiausią vertę ir sulėtinkite nuolydį)
(2) Protingas varistoriaus naudojimas siekiant sumažinti viršįtampio įtampą
(3) Slopinimo tinklas slopina viršijimą
(4) Naudokite diodus su švelniomis atkūrimo charakteristikomis, kad sumažintumėte aukšto dažnio EMI
(5) Aktyviosios galios koeficiento korekcija ir kitos harmoninės korekcijos technologijos
(6) Naudokite tinkamai suprojektuotą elektros linijos filtrą
(7) Pagrįstas įžeminimo apdorojimas
(8) Veiksmingos ekranavimo priemonės
(9) Protingas PCB dizainas
