Experiență de proiectare EMI cu sursă de alimentare comutată
1. Sursa EMI de alimentare cu comutare
Sursele de interferență EMI ale sursei de alimentare cu comutație se reflectă în principal în tubul comutatorului de alimentare, dioda redresoare, transformatorul de înaltă frecvență etc. Interferența mediului extern asupra sursei de alimentare cu comutație provine în principal din fluctuația rețelei electrice, fulgere. lovituri și radiații externe.
(1) Tubul comutatorului de alimentare
Tubul comutatorului de alimentare funcționează în starea de comutare rapidă a ciclului On-Off, iar dv/dt și di/dt se schimbă rapid. Prin urmare, tubul comutatorului de alimentare nu este doar sursa principală de interferență a cuplării câmpului electric, ci și sursa principală de interferență a cuplarii câmpului magnetic.
(2) Transformator de înaltă frecvență
Sursa EMI a transformatorului de înaltă frecvență este concentrată în transformarea ciclului rapid di/dt corespunzătoare inductanței de scurgere, astfel încât transformatorul de înaltă frecvență este o sursă importantă de interferență de cuplare a câmpului magnetic.
(3) Dioda redresoare
Sursa EMI a diodei redresoare se reflectă în principal în caracteristicile de recuperare inversă. Punctul discontinuu al curentului de recuperare inversă va genera dv/dt mare în inductanță (inductanța plumbului, inductanța parazită etc.), rezultând interferențe electromagnetice puternice.
(4) PCB
Pentru a fi precis, PCB-ul este canalul de cuplare pentru sursele de interferență menționate mai sus, iar calitatea PCB-ului corespunde direct cu suprimarea surselor EMI menționate mai sus.
2. Clasificarea canalelor de transmisie EMI a sursei de alimentare cu comutare
(1) Canal de transmisie pentru interferența condusă
(1) Cuplaj capacitiv
(2) Cuplaj inductiv
(3) Cuplaj rezistiv
A. Cuplaj de conducție rezistivă generat de rezistența internă a sursei publice de alimentare
b. Cuplaj de conducție rezistivă generat de impedanța comună a pământului
c. Cuplaj de conducție rezistivă generat de impedanța de linie comună
(2) Canal de transmisie a interferenței radiațiilor
(1) În sursa de alimentare în comutație, componentele și firele care pot constitui sursa de interferență de radiație pot fi presupuse ca antene, astfel încât teoria dipolului electric și dipolului magnetic să poată fi utilizată pentru analiză; diodele, condensatorii și tuburile comutatorului de putere pot fi presupuse ca dipoli electrici, bobinele de inductanță pot fi presupuse a fi dipoli magnetici;
(2) Când nu există scut, canalul de transmisie a undelor electromagnetice generate de dipolii electrici și dipolii magnetici este aerul (care se poate presupune a fi spațiu liber);
(3) Când există un corp de ecranare, luați în considerare golurile și găurile corpului de ecranare și analizați și procesați conform modelului matematic al câmpului de scurgere.
3. Nouă măsuri majore pentru suprimarea EMI a sursei de alimentare comutatoare
Într-o sursă de alimentare în comutație, schimbările bruște de tensiune și curent, și anume dv/dt și di/dt mari, sunt principalele cauze ale EMI. Măsurile tehnice de proiectare EMC pentru realizarea sursei de alimentare comutatoare se bazează în principal pe următoarele două puncte:
(1) Minimizați sursa de interferență generată de sursa de alimentare în sine, utilizați metoda de suprimare a interferențelor sau generați componente și circuite cu mai puține interferențe și faceți un aspect rezonabil;
(2) Suprimați EMI-ul sursei de alimentare și îmbunătățiți EMS-ul sursei de alimentare prin împământare, filtrare, ecranare și alte tehnologii.
Separat vorbind, cele nouă măsuri majore sunt:
(1) Reduceți dv/dt și di/dt (reduceți valoarea de vârf, încetiniți panta)
(2) Aplicarea rezonabilă a varistoarelor pentru a reduce supratensiunea
(3) Rețeaua de amortizare suprimă depășirea
(4) Diodele cu caracteristici de recuperare ușoară sunt utilizate pentru a reduce EMI de înaltă frecvență
(5) Corecția factorului de putere activă și alte tehnici de corecție armonică
(6) Utilizați un filtru de linie de alimentare proiectat rezonabil
(7) Tratament rezonabil de împământare
(8) Măsuri eficiente de ecranare
(9) Design rezonabil al PCB
4. Controlul inductanței de scurgere a transformatorului de înaltă frecvență
Inductanța de scurgere a transformatorului de înaltă frecvență este unul dintre motivele importante pentru tensiunea de vârf de oprire a tubului comutatorului de alimentare. Prin urmare, controlul inductanței de scurgere devine problema principală pentru a rezolva EMI cauzată de transformatorul de înaltă frecvență.
Există două puncte de intrare pentru reducerea inductanței de scurgere a transformatoarelor de înaltă frecvență: proiectarea electrică și proiectarea procesului!
(1) Alegeți un miez magnetic adecvat pentru a reduce inductanța de scurgere. Inductanța de scurgere este proporțională cu pătratul numărului de spire pe partea primară, reducerea numărului de spire va reduce semnificativ inductanța de scurgere.
(2) Reduceți stratul de izolație dintre înfășurări. Acum există un strat izolator numit „film de aur” cu o grosime de 20-100um și o tensiune de rupere a impulsului de câteva mii de volți.
(3) Măriți cuplarea dintre înfășurări și reduceți inductanța de scurgere.
5. Ecranarea transformatoarelor de înaltă frecvență
Pentru a preveni scurgerea câmpului magnetic al transformatorului de înaltă frecvență să interfereze cu circuitele din jur, o bandă de ecranare poate fi utilizată pentru a proteja scurgerea câmpului magnetic al transformatorului de înaltă frecvență. Banda de ecranare este, în general, realizată din folie de cupru, înfășurată în jurul exteriorului transformatorului și împământată. Banda de ecranare este un inel de scurtcircuit în raport cu câmpul de scurgere, suprimând astfel scurgerea câmpului de scurgere într-un interval mai mare.
Pentru transformatoarele de înaltă frecvență se va produce o deplasare relativă între miezurile magnetice și între înfășurări, ceea ce va provoca zgomot (urlet, vibrații) în funcționarea transformatorului de înaltă frecvență. Pentru a preveni acest zgomot, transformatorul trebuie să fie întărit:
(1) Folosiți rășină epoxidică pentru a lega cele trei suprafețe de contact ale miezului magnetic (cum ar fi miezul magnetic EE, EI) pentru a suprima generarea deplasării relative;
(2) Folosiți adeziv „mărgele de sticlă” (mărgele de sticlă) pentru a lega miezul magnetic, efectul este mai bun.
