Perjungiamojo maitinimo šaltinio EMI projektavimo patirtis
1. EMI perjungiamojo maitinimo šaltinis
Perjungiamojo maitinimo šaltinio EMI trikdžių šaltiniai daugiausia atsispindi maitinimo jungiklio vamzdelyje, lygintuvo dioduose, aukšto dažnio transformatoriuje ir kt. Išorinės aplinkos trikdžius perjungiamam maitinimo šaltiniui daugiausia sukelia elektros tinklo virpėjimas, žaibas. streikai ir išorinė spinduliuotė.
(1) Maitinimo jungiklio vamzdelis
Maitinimo jungiklio vamzdelis veikia greito įjungimo-išjungimo ciklo perjungimo būsenoje, 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 transformatoriaus EMI šaltinis yra sutelktas į di/dt greito ciklo transformaciją, atitinkančią nuotėkio induktyvumą, todėl aukšto dažnio transformatorius yra svarbus magnetinio lauko jungties trukdžių šaltinis.
(3) Lygintuvo diodas
Lygintuvo diodo EMI šaltinis daugiausia atsispindi atvirkštinės atkūrimo charakteristikose. Nenutrūkstamas atvirkštinės atkūrimo srovės taškas generuos 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, o PCB kokybė tiesiogiai atitinka aukščiau paminėtų EMI šaltinių slopinimą.
2. Perjungiamojo maitinimo šaltinio EMI perdavimo kanalų klasifikacija
(1) Laidųjų trukdžių perdavimo kanalas
(1) Talpinė jungtis
(2) Indukcinė jungtis
(3) Varžinė jungtis
a. Varžinė laidumo mova, kurią sukuria viešojo maitinimo šaltinio vidinė varža
b. Varžinė laidumo jungtis, kurią sukuria bendra įžeminimo varža
c. Varžinė laidumo jungtis, kurią sukuria bendros linijos varža
(2) Radiacijos trukdžių perdavimo kanalas
(1) Komponentai ir laidai, kurie gali sudaryti spinduliuotės trukdžių šaltinį, gali būti laikomi antenomis, kad būtų galima analizuoti elektrinio dipolio ir magnetinio dipolio teoriją; diodai, kondensatoriai ir maitinimo jungiklių vamzdeliai gali būti laikomi elektros dipoliais, o induktyvumo ritės gali būti laikomos magnetiniais dipoliais;
(2) Kai nėra ekrano, elektrinių dipolių ir magnetinių dipolių generuojamų elektromagnetinių bangų perdavimo kanalas yra oras (galima manyti, kad tai laisva erdvė);
(3) Kai yra ekranavimo korpusas, atsižvelkite į ekranavimo korpuso tarpus ir skyles, analizuokite ir apdorokite pagal matematinį nuotėkio lauko modelį.
3. Devynios pagrindinės priemonės, skirtos EMI slopinti perjungiamą maitinimo šaltinį
Perjungiamajame maitinimo šaltinyje staigūs įtampos ir srovės pokyčiai, būtent didelis dv/dt ir di/dt, yra pagrindinės EMI priežastys. EMC projektavimo techninės priemonės, skirtos perjungti maitinimo šaltinį, daugiausia grindžiamos šiais dviem punktais:
(1) Sumažinkite paties maitinimo šaltinio sukeliamų trukdžių šaltinį, naudokite trikdžių slopinimo metodą arba generuokite komponentus ir grandines su mažesniais trukdžiais ir padarykite pagrįstą išdėstymą;
(2) Sustabdykite maitinimo šaltinio EMI ir pagerinkite maitinimo šaltinio EMS, naudodami įžeminimą, filtravimą, ekranavimą ir kitas technologijas.
Atskirai kalbant, devynios pagrindinės priemonės yra šios:
(1) Sumažinkite dv/dt ir di/dt (sumažinkite jo didžiausią vertę, sulėtinkite nuolydį)
(2) Protingas varistorių naudojimas siekiant sumažinti viršįtampio įtampą
(3) Slopinimo tinklas slopina viršijimą
(4) Diodai su švelniomis atkūrimo charakteristikomis naudojami siekiant sumažinti aukšto dažnio EMI
(5) Aktyviosios galios koeficiento korekcija ir kiti harmoninių koregavimo būdai
(6) Naudokite tinkamai suprojektuotą elektros linijos filtrą
(7) Pagrįstas įžeminimo apdorojimas
(8) Veiksmingos apsaugos priemonės
(9) Protingas PCB dizainas
4. Aukšto dažnio transformatoriaus nuotėkio induktyvumo kontrolė
Aukšto dažnio transformatoriaus nuotėkio induktyvumas yra viena iš svarbių priežasčių, dėl kurių galios jungiklio vamzdžio išjungti didžiausią įtampą. Todėl nuotėkio induktyvumo valdymas tampa pagrindine problema sprendžiant aukšto dažnio transformatoriaus sukeltą EMI.
Yra du įėjimo taškai, skirti sumažinti aukšto dažnio transformatorių nuotėkio induktyvumą: elektros projektavimas ir proceso projektavimas!
(1) Pasirinkite tinkamą magnetinę šerdį, kad sumažintumėte nuotėkio induktyvumą. Nuotėkio induktyvumas yra proporcingas pirminės pusės apsisukimų skaičiaus kvadratui, sumažinus apsisukimų skaičių, nuotėkio induktyvumas žymiai sumažės.
(2) Sumažinkite izoliacijos sluoksnį tarp apvijų. Dabar yra izoliacinis sluoksnis, vadinamas „aukso plėvele“, kurio storis yra 20-100um, o impulsų pertraukos įtampa yra keli tūkstančiai voltų.
(3) Padidinkite jungtį tarp apvijų ir sumažinkite nuotėkio induktyvumą.
5. Aukšto dažnio transformatorių ekranavimas
Kad aukšto dažnio transformatoriaus magnetinio lauko nuotėkis netrukdytų aplinkinėms grandinėms, aukšto dažnio transformatoriaus magnetinio lauko nutekėjimui apsaugoti galima naudoti ekranavimo juostą. Ekranavimo juosta paprastai yra pagaminta iš varinės folijos, apvyniota aplink transformatoriaus išorę ir įžeminta. Apsauginė juosta yra trumpojo jungimo žiedas nuotėkio lauko atžvilgiu, tokiu būdu slopinantis nuotėkio lauko nutekėjimą didesniame diapazone.
Aukšto dažnio transformatoriams tarp magnetinių šerdžių ir tarp apvijų atsiras santykinis poslinkis, kuris sukels triukšmą (kaukimą, vibraciją) dirbant aukšto dažnio transformatoriui. Norint išvengti šio triukšmo, transformatorius turi būti sukietintas:
(1) Naudokite epoksidinę dervą, kad sujungtumėte tris kontaktinius magnetinės šerdies paviršius (pvz., EE, EI magnetinę šerdį), kad sumažintumėte santykinio poslinkio susidarymą;
(2) Naudokite "stiklo karoliukų" (stiklo karoliukų) klijus, kad surištumėte magnetinę šerdį, efektas bus geresnis.
