Schema de proiectare optimizată EMC pentru comutarea PCB-ului sursei de alimentare
Calea de interferență a zgomotului convertorului de tip comutator oferă condiții de cuplare pentru sursa de interferență și echipamentul interferat, iar cercetarea interferenței sale în mod comun și a interferenței în mod diferenţial este deosebit de importantă. S-au analizat în principal modelele de înaltă frecvență ale principalelor componente ale circuitului, precum și modelele de circuit de zgomot în mod comun și în mod diferenţial, oferind asistenţă benefică pentru proiectarea de optimizare EMC a PCB-urilor de alimentare comutatoare.
Interferența în modul comun și interferența în modul diferenţial ale surselor de alimentare comutatoare au efecte diferite asupra circuitului. De obicei, zgomotul în modul diferenţial domină la frecvenţe joase, iar zgomotul în modul comun domină la frecvenţe înalte. Mai mult, efectul de radiație al curentului de mod comun este de obicei mult mai mare decât cel al curentului de mod diferenţial. Prin urmare, este necesar să se facă distincția între interferența în modul diferențial și interferența în modul comun în sursele de alimentare.
Pentru a distinge între interferența în mod diferențial și interferența în modul comun, mai întâi trebuie să studiem modul de cuplare de bază al sursei de alimentare cu comutare. Pe baza acestui lucru, putem stabili căi de circuit pentru curentul de zgomot în modul diferenţial și curentul de zgomot în modul comun. Cuplarea prin conducție a sursei de alimentare comutatoare include în principal:
Cuplaj conductiv bazat pe circuit, cuplaj capacitiv, cuplaj inductiv și o combinație a acestor metode de cuplare.
1 Modele de cale de zgomot în mod comun și în mod diferenţial
La comutarea surselor de alimentare, zgomotul în mod comun și căile de zgomot în modul diferenţial se formează datorită capacităţii de cuplare CW între înfășurările primare și secundare ale transformatoarelor de înaltă frecvență, capacității parazite CK între tuburile de putere și radiatoarele, parametrii paraziți ai tuburilor de alimentare. ei înșiși și inductanța reciprocă, autoinductanța, capacitatea reciprocă, capacitatea proprie, impedanța și alți parametri paraziți formați prin cuplarea reciprocă între firele imprimate, rezultând interferența condusă în modul comun și în modul diferențial. Pe baza analizei modelelor de parametri paraziți de rezistență, inductanță și capacitate a dispozitivelor de comutare a puterii, transformatoarelor și firelor imprimate, se poate obține un model de cale de curent de zgomot al convertorului.
Modele de înaltă frecvență ale principalelor componente ale celor 2 circuite
Inductanța parazită internă și capacitatea comutatorului de alimentare afectează performanța de înaltă frecvență a circuitului. Acești condensatori fac ca curentul de scurgere de interferență de înaltă frecvență să curgă către substratul metalic și există un condensator rătăcit CK între comutatorul de alimentare și radiatorul. Din motive de siguranță, radiatorul este de obicei împământat, oferind o cale de zgomot în mod comun.
În timpul funcționării convertoarelor PWM, zgomotul în modul comun este, de asemenea, generat împreună cu funcționarea dispozitivelor de comutare. 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 odată cu schimbarea stării comutatorului; 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 comutatorului și radiator, între partea inferioară a tubului comutatorului și radiator sunt adesea adăugate garnituri de izolație sau silicon cu o conductivitate termică bună. Acest lucru are ca rezultat prezența unui condensator de cuplare paralel CK între punctul A și masă. Atunci când starea tuburilor comutatoare Q1 și Q2 se modifică, provocând o modificare a potențialului punctului A, curentul de zgomot Ik va fi generat pe CK, așa cum se arată în Figura 2. Curentul curge de la radiatorul către carcasă, care are o impedanța de cuplare cu linia de alimentare principală, formând o cale de zgomot în mod comun, așa cum este arătat de linia întreruptă din Figura 2. Prin urmare, curentul de zgomot în modul comun generează o cădere de tensiune pe impedanța de cuplare Z între pământ și linia principală de alimentare, formând zgomot de mod comun.
