Soluție de proiectare EMC optimizată pentru comutarea PCB-urilor de alimentare
Calea de interferență a zgomotului convertorului de comutare oferă condiții de cuplare pentru sursa de interferență și echipamentul interferat, iar studiul interferenței sale în mod comun și a interferenței în mod diferențial este deosebit de important. Modelul de înaltă frecvență al componentelor principale ale circuitului, precum și modelul de circuit al zgomotului în modul comun și în modul diferenţial sunt analizate în principal pentru a oferi un ajutor util pentru proiectarea de optimizare EMC a PCB-ului sursei de alimentare comutatoare.
Efectele interferenței în mod comun și a interferenței în mod diferențial asupra circuitului de alimentare cu comutare sunt diferite. De obicei, zgomotul în modul diferenţial domină la frecvenţă joasă, iar zgomotul în modul comun domină la frecvenţă înaltă, iar efectul de radiaţie al curentului în modul comun este de obicei mult mai mare decât cel al curentului în modul diferenţial, deci este necesar să se facă distincţia între diferenţial. interferența modului și interferența modului comun în sursa de alimentare.
Pentru a distinge între interferența în mod diferențial și interferența în modul comun, trebuie mai întâi să studiem modul de cuplare de bază al surselor de alimentare în comutație, pe baza căruia putem stabili căile de circuit ale curenților de zgomot în mod diferențial și modul comun. curenti de zgomot. Cuplarea prin conducție a sursei de alimentare comutatoare este în principal:
Cuplaj de conducție bazat pe circuit, cuplare capacitivă, cuplare inductivă și un amestec al acestor metode de cuplare.
1 Modelul de cale a zgomotului în mod comun și în mod diferenţial
Sursă de alimentare comutată datorită capacității de cuplare a transformatorului de înaltă frecvență CW între înfășurările primare și secundare, tuburile de putere și radiatoarele între prezența capacității parazite CK, parametrii paraziți ai tubului de putere, precum și firele imprimate datorită formării inductanței reciproce , auto-inductanță, capacitate reciprocă, auto-capacitate, impedanță și alți parametri paraziți ca urmare a formării de cuplare reciprocă, zgomot de mod comun și cale de zgomot de modul slab, formând astfel un mod comun și interferență de conducție în modul slab. Modelul de traseu al curentului de zgomot al convertorului poate fi obținut pe baza analizei modelelor de parametri paraziți ai dispozitivelor de comutare a puterii, transformatoarelor și a rezistenței, inductanței și capacității firelor imprimate.
2 Modelul de înaltă frecvență al componentelor principale ale circuitului
Inductanța parazită internă și capacitatea tuburilor de comutare a puterii afectează performanța de înaltă frecvență a circuitului. Aceste capacități permit curentilor de scurgere de interferență de înaltă frecvență să curgă către substratul metalic și există o capacitate rătăcită CK între tuburile de alimentare și radiatorul, care este de obicei împământat din motive de siguranță, ceea ce oferă o cale de zgomot în mod comun.
Funcționarea convertorului PWM este însoțită de funcționarea dispozitivelor de comutare și de zgomotul de mod comun corespunzător. După cum se arată în Figura 1, pentru un convertor cu jumătate de punte, tensiunea de scurgere a comutatorului Q1 este întotdeauna U1, iar potențialul sursei variază între 0 și U1/2 pe măsură ce starea de comutare se schimbă; potențialul sursă al lui Q2 este întotdeauna 0, iar potențialul de scurgere variază între 0 și U1/2. Pentru a menține un contact bun între tubul de comutare și radiatorul, se adaugă adesea un distanțier izolator între partea inferioară a tubului de comutare și radiatorul sau silicon izolator cu o conductivitate termică bună este uns pe partea inferioară a tubului de comutare și radiator. Acest lucru face ca punctul A la pământ să fie echivalent cu existența unei capacități de cuplare paralelă CK, atunci când starea tubului de comutare Q1, Q2 se schimbă, astfel încât potențialul punctului A se schimbă, va produce curent de zgomot Ick în CK, ca prezentat în figura 2. Curentul de la radiator la șasiu, iar șasiul, adică pământul și linia de alimentare principală, există o impedanță de cuplare, formarea căii de zgomot în mod comun prezentată în figura 2 linie punctată. Ca rezultat, curentul de zgomot în modul comun generează o cădere de tensiune pe impedanța de cuplare Z între pământ și linia de alimentare principală, formând zgomot în modul comun.
