Przełączanie zasilania doświadczenie w projektowaniu EMI
1. Źródło EMI zasilacza impulsowego
Źródła zakłóceń EMI zasilacza impulsowego znajdują odzwierciedlenie głównie w rurze przełącznika zasilania, diodzie prostowniczej, transformatorze wysokiej częstotliwości itp. Zakłócenia środowiska zewnętrznego w zasilaczu impulsowym pochodzą głównie z drgań sieci energetycznej, wyładowań atmosferycznych uderzenia i promieniowanie zewnętrzne.
(1) Rurka wyłącznika zasilania
Rura przełącznika zasilania działa w stanie szybkiego przełączania cyklu On-Off, a dv/dt i di/dt szybko się zmieniają. Dlatego rura przełącznika zasilania jest nie tylko głównym źródłem zakłóceń sprzężenia pola elektrycznego, ale także głównym źródłem zakłóceń sprzężenia pola magnetycznego.
(2) Transformator wysokiej częstotliwości
Źródło EMI transformatora wysokiej częstotliwości jest skoncentrowane w szybkiej transformacji cyklu di/dt odpowiadającej indukcyjności upływu, więc transformator wysokiej częstotliwości jest ważnym źródłem zakłóceń sprzężenia pola magnetycznego.
(3) Dioda prostownicza
Źródło EMI diody prostowniczej znajduje odzwierciedlenie głównie w charakterystyce odzyskiwania wstecznego. Punkt nieciągłości wstecznego prądu zwrotnego będzie generować wysokie dv/dt w indukcyjności (indukcyjność ołowiu, indukcyjność błądząca itp.), powodując silne zakłócenia elektromagnetyczne.
(4) PCB
Mówiąc ściślej, PCB jest kanałem sprzęgającym dla wyżej wymienionych źródeł zakłóceń, a jakość PCB bezpośrednio odpowiada tłumieniu wyżej wymienionych źródeł EMI.
2. Klasyfikacja kanałów transmisyjnych EMI zasilaczy impulsowych
(1) Kanał transmisji dla zakłóceń przewodzonych
(1) Sprzężenie pojemnościowe
(2) Sprzężenie indukcyjne
(3) Sprzężenie rezystancyjne
A. Rezystancyjne sprzężenie przewodnictwa generowane przez rezystancję wewnętrzną publicznego źródła zasilania
B. Rezystancyjne sprzężenie przewodnictwa generowane przez wspólną impedancję uziemienia
C. Rezystancyjne sprzężenie przewodnictwa generowane przez impedancję wspólnej linii
(2) Kanał transmisji zakłóceń promieniowania
(1) W zasilaczu impulsowym komponenty i przewody, które mogą stanowić źródło zakłóceń promieniowania, można założyć jako anteny, dzięki czemu do analizy można zastosować teorię dipoli elektrycznych i dipoli magnetycznych; diody, kondensatory i lampy przełączników mocy można przyjąć jako dipole elektryczne, cewki indukcyjne można przyjąć jako dipole magnetyczne;
(2) Gdy nie ma ekranu, kanałem transmisji fal elektromagnetycznych generowanych przez dipole elektryczne i dipole magnetyczne jest powietrze (które można przyjąć jako wolną przestrzeń);
(3) Gdy występuje korpus ekranujący, należy wziąć pod uwagę szczeliny i otwory korpusu ekranującego oraz analizować i przetwarzać zgodnie z matematycznym modelem pola wycieku.
3. Dziewięć głównych środków tłumienia EMI zasilaczy impulsowych
W zasilaczach impulsowych nagłe zmiany napięcia i prądu, a mianowicie wysokie dv/dt i di/dt, są głównymi przyczynami zakłóceń elektromagnetycznych. Środki techniczne projektu EMC w celu realizacji zasilacza impulsowego opierają się głównie na następujących dwóch punktach:
(1) Zminimalizuj źródło zakłóceń generowanych przez sam zasilacz, użyj metody tłumienia zakłóceń lub wygeneruj komponenty i obwody z mniejszymi zakłóceniami i wykonaj rozsądny układ;
(2) Tłumić EMI zasilacza i poprawić EMS zasilacza poprzez uziemienie, filtrowanie, ekranowanie i inne technologie.
Osobno mówiąc, dziewięć głównych środków to:
(1) Zmniejsz dv/dt i di/dt (zmniejsz jego wartość szczytową, zwolnij jego nachylenie)
(2) Rozsądne zastosowanie warystorów w celu zmniejszenia napięcia udarowego
(3) Sieć tłumiąca tłumi przeregulowanie
(4) Diody o charakterystyce miękkiego odzyskiwania są używane do redukcji zakłóceń elektromagnetycznych o wysokiej częstotliwości
(5) Aktywna korekcja współczynnika mocy i inne techniki korekcji harmonicznych
(6) Użyj rozsądnie zaprojektowanego filtra sieciowego
(7) Rozsądne uziemienie
(8) Skuteczne środki osłonowe
(9) Rozsądny projekt PCB
4. Kontrola indukcyjności rozproszenia transformatora wysokiej częstotliwości
Indukcyjność upływu transformatora wysokiej częstotliwości jest jedną z ważnych przyczyn wyłączania szczytowego napięcia rury wyłącznika mocy. Dlatego kontrolowanie indukcyjności rozproszenia staje się głównym problemem przy rozwiązywaniu zakłóceń elektromagnetycznych powodowanych przez transformator wysokiej częstotliwości.
Istnieją dwa punkty wejścia w celu zmniejszenia indukcyjności rozproszenia transformatorów wysokiej częstotliwości: projekt elektryczny i projekt procesu!
(1) Wybierz odpowiedni rdzeń magnetyczny, aby zmniejszyć indukcyjność rozproszenia. Indukcyjność rozproszenia jest proporcjonalna do kwadratu liczby zwojów po stronie pierwotnej, zmniejszenie liczby zwojów znacznie zmniejszy indukcyjność rozproszenia.
(2) Zmniejsz warstwę izolacji między uzwojeniami. Teraz istnieje warstwa izolacyjna zwana „złotą warstwą” o grubości 20-100 um i napięciu przebicia impulsu rzędu kilku tysięcy woltów.
(3) Zwiększ sprzężenie między uzwojeniami i zmniejsz indukcyjność rozproszenia.
5. Ekranowanie transformatorów wysokiej częstotliwości
Aby zapobiec zakłóceniom pola magnetycznego wycieku transformatora wysokiej częstotliwości z otaczającymi obwodami, można zastosować taśmę ekranującą do ekranowania wycieku pola magnetycznego transformatora wysokiej częstotliwości. Taśma ekranująca jest zwykle wykonana z folii miedzianej, owiniętej wokół zewnętrznej części transformatora i uziemionej. Taśma ekranująca jest pierścieniem zwarciowym względem pola upływowego, tłumiąc w ten sposób upływ pola upływowego w większym zakresie.
W przypadku transformatorów wysokiej częstotliwości wystąpią przesunięcia względne między rdzeniami magnetycznymi i między uzwojeniami, co spowoduje hałas (wycie, wibracje) podczas pracy transformatora wysokiej częstotliwości. Aby zapobiec temu hałasowi, transformator musi być utwardzony:
(1) użyj żywicy epoksydowej, aby związać trzy powierzchnie styku rdzenia magnetycznego (takich jak rdzeń magnetyczny EE, EI), aby stłumić generowanie względnego przemieszczenia;
(2) użyj kleju "szklane koraliki" (szklane koraliki), aby związać rdzeń magnetyczny, efekt jest lepszy.
