Doświadczenie w projektowaniu zasilaczy EMI w trybie przełączania
1. Źródło EMI zasilacza impulsowego
Źródła zakłóceń EMI zasilaczy impulsowych skupiają się w przełącznikach mocy, diodach prostowniczych, transformatorach wysokiej częstotliwości itp. Zakłócenia środowiska zewnętrznego w zasilaczach impulsowych pochodzą głównie z drgań sieci energetycznej, uderzeń pioruna, promieniowania zewnętrznego itp.
(1) Rurka wyłącznika zasilania
Lampa wyłącznika zasilania pracuje w stanie szybkiej konwersji cyklu Włącz-Wyłącz, a zarówno dv/dt, jak i di/dt szybko się zmieniają. Dlatego rura wyłącznika mocy jest nie tylko głównym źródłem zakłóceń sprzężenia pola elektrycznego, ale także głównym źródłem zakłóceń sprzężenia pola magnetycznego.
(2) Transformator wysokiej częstotliwości
Źródło EMI transformatorów wysokiej częstotliwości koncentruje się na szybkiej cyklicznej transformacji di/dt odpowiadającej indukcyjności rozproszenia. Dlatego transformatory wysokiej częstotliwości są ważnym źródłem zakłóceń sprzężenia pola magnetycznego.
(3) Dioda prostownicza
Źródło EMI diody prostowniczej koncentruje się na charakterystyce odzyskiwania zwrotnego. Punkt nieciągłości zwrotnego prądu powrotnego spowoduje powstanie wysokiego dv/dt indukcyjności (indukcyjność przewodu, indukcyjność rozproszenia itp.), co spowoduje silne zakłócenia elektromagnetyczne.
(4) PCB
Mówiąc dokładniej, PCB jest kanałem sprzęgającym dla wspomnianych źródeł zakłóceń. Jakość PCB bezpośrednio odpowiada tłumieniu wyżej wymienionych źródeł EMI.
2. Klasyfikacja kanałów transmisji EMI zasilaczy impulsowych
(1) Kanał transmisji dla zakłóceń przewodzących
(1) Sprzężenie pojemnościowe
(2) Sprzężenie indukcyjne
(3) Sprzężenie rezystancyjne
A. Sprzężenie przewodzące oporowe spowodowane oporem wewnętrznym publicznej sieci energetycznej
B. Sprzężenie przewodzące oporowe spowodowane impedancją wspólnego przewodu uziemiającego
C. Sprzężenie przewodzenia rezystancyjnego spowodowane impedancją wspólnej linii
(2) Kanały transmisyjne dla zakłóceń radiacyjnych
(1) W zasilaczach impulsowych można przyjąć, że podzespoły i przewody, które mogą stanowić źródła zakłóceń promieniowania, są antenami, a do analizy można wykorzystać teorię dipola elektrycznego i dipola magnetycznego; można założyć, że diody, kondensatory i lampy przełączające moc są dipolem elektrycznym, cewkę indukcyjną można założyć, że jest dipolem magnetycznym;
(2) W przypadku braku elementu ekranującego kanałem transmisji fali elektromagnetycznej generowanym przez dipole elektryczne i dipole magnetyczne jest powietrze (można założyć, że jest to wolna przestrzeń);
(3) Jeśli istnieje ekran, należy wziąć pod uwagę szczeliny i dziury w osłonie oraz przeanalizować i przetworzyć je zgodnie z matematycznym modelem pola upływu.
3. 9 głównych środków mających na celu tłumienie zakłóceń elektromagnetycznych w zasilaczach impulsowych
W zasilaczach impulsowych główną przyczyną zakłóceń elektromagnetycznych są nagłe zmiany napięcia i prądu, czyli wysokie wartości dv/dt i di/dt. Środki techniczne mające na celu wdrożenie projektu EMC zasilacza impulsowego opierają się głównie na dwóch następujących punktach:
(1) Zminimalizuj źródła zakłóceń generowane przez sam zasilacz, zastosuj metody tłumienia zakłóceń lub wyprodukuj komponenty i obwody o mniejszych zakłóceniach oraz zastosuj rozsądny układ;
(2) Tłumi EMI zasilacza i poprawia EMS zasilacza poprzez uziemienie, filtrowanie, ekranowanie i inne technologie.
Mówiąc osobno, dziewięć głównych środków to:
(1) Zmniejsz dv/dt i di/dt (zmniejsz wartość szczytową i zmniejsz nachylenie)
(2) Rozsądne zastosowanie warystora w celu zmniejszenia napięcia udarowego
(3) Sieć tłumiąca tłumi przeregulowania
(4) Aby zredukować zakłócenia elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości, należy stosować diody o charakterystyce miękkiego odzyskiwania
(5) Aktywna korekcja współczynnika mocy i inne technologie korekcji harmonicznych
(6) Używaj odpowiednio zaprojektowanego filtra sieciowego
(7) Rozsądne uziemienie
(8) Skuteczne środki ekranujące
(9) Rozsądna konstrukcja PCB
