Zoptymalizowane rozwiązanie projektowe EMC do przełączania płytek PCB zasilaczy
Ścieżka zakłóceń szumu konwertera przełączającego zapewnia warunki sprzężenia źródła zakłóceń i zakłócanego sprzętu, a badanie jego zakłóceń w trybie wspólnym i zakłóceń w trybie różnicowym jest szczególnie ważne. Model wysokiej częstotliwości głównych elementów obwodu, jak również model obwodu szumu w trybie wspólnym i różnicowym są analizowane głównie w celu zapewnienia użytecznej pomocy przy projektowaniu optymalizacji EMC PCB zasilacza impulsowego.
Skutki zakłóceń w trybie wspólnym i zakłóceń w trybie różnicowym w obwodzie zasilacza impulsowego są różne. Zwykle szum w trybie różnicowym dominuje przy niskiej częstotliwości, a szum w trybie wspólnym przy wysokiej częstotliwości, a efekt promieniowania prądu w trybie wspólnym jest zwykle znacznie większy niż w przypadku prądu w trybie różnicowym, dlatego konieczne jest rozróżnienie między szumem różnicowym zakłócenia trybu i zakłócenia trybu wspólnego w zasilaczu.
Aby rozróżnić zakłócenia w trybie różnicowym i zakłócenia w trybie wspólnym, należy najpierw przestudiować podstawowy tryb sprzęgania zasilaczy impulsowych, na podstawie którego możemy ustalić ścieżki obwodów prądów szumowych w trybie różnicowym i w trybie wspólnym prądy szumowe. Sprzężenie przewodzące zasilacza impulsowego to głównie:
Sprzężenie przewodzące oparte na obwodach, sprzężenie pojemnościowe, sprzężenie indukcyjne i mieszanina tych metod sprzęgania.
1 Model ścieżki szumu w trybie wspólnym i różnicowym
Zasilacz impulsowy ze względu na pojemność sprzęgającą transformatora wysokiej częstotliwości CW pomiędzy uzwojeniem pierwotnym i wtórnym, lampami mocy i radiatorami pomiędzy obecnością pojemności rozproszonej CK, pasożytniczymi parametrami własnymi lampy mocy oraz przewodami drukowanymi w wyniku powstawania wzajemnej indukcyjności , indukcyjność własna, pojemność wzajemna, pojemność własna, impedancja i inne parametry pasożytnicze spowodowane tworzeniem się wzajemnego sprzężenia, szumu w trybie wspólnym i ścieżki szumu w trybie słabym, tworząc w ten sposób zakłócenia przewodzenia w trybie wspólnym i w trybie słabym. Model ścieżki prądu szumowego przetwornicy można otrzymać na podstawie analizy modeli parametrów pasożytniczych urządzeń przełączających moc, transformatorów oraz rezystancji, indukcyjności i pojemności drukowanych przewodów.
2 Model wysokiej częstotliwości głównych elementów obwodu
Wewnętrzna indukcyjność pasożytnicza i pojemność lamp przełączających moc wpływają na wydajność obwodu w zakresie wysokich częstotliwości. Pojemności te umożliwiają przepływ prądów upływowych zakłóceń o wysokiej częstotliwości do metalowego podłoża, a pomiędzy lampami mocy a radiatorem występuje pojemność rozproszenia CK, która jest zwykle uziemiona ze względów bezpieczeństwa, co zapewnia ścieżkę szumów w trybie wspólnym.
Działaniu konwertera PWM towarzyszy działanie urządzeń przełączających i odpowiadający im szum w trybie wspólnym. Jak pokazano na rysunku 1, w przypadku przetwornicy półmostkowej napięcie drenu przełącznika Q1 wynosi zawsze U1, a potencjał źródła zmienia się w zakresie od 0 do U1/2 w miarę zmiany stanu przełączania; potencjał źródłowy Q2 wynosi zawsze 0, a potencjał drenu waha się pomiędzy 0 a U1/2. Aby zachować dobry kontakt pomiędzy rurką przełączającą a radiatorem, często pomiędzy dolną częścią rurki przełączającej a radiatorem dodaje się izolującą przekładkę lub na spód rurki przełączającej nakłada się silikon izolacyjny o dobrym przewodnictwie cieplnym i radiator. To sprawia, że punkt A względem masy jest równoznaczny z istnieniem równoległej pojemności sprzęgającej CK, gdy stan lampy przełączającej Q1, Q2 zmieni się tak, że zmieni się potencjał punktu A, wytworzy się prąd szumowy Ick w CK, ponieważ pokazano na rysunku 2. Prąd z radiatora do obudowy i podwozia, czyli ziemi i głównej linii zasilającej, występuje impedancja sprzęgająca, tworzenie ścieżki szumu w trybie wspólnym pokazanej na rysunku 2 linią przerywaną. W rezultacie prąd szumu sygnału wspólnego generuje spadek napięcia na impedancji sprzężenia Z między uziemieniem a główną linią elektroenergetyczną, tworząc szum sygnału wspólnego.
