1 prąd szumu EMI
Istnieje wiele topologii obwodów przełączania zasilania, które można podzielić na pełny mostek, półmostek, push-pull, single-ended do przodu, single-ended flyback i inne tryby zgodnie z kombinacją lampy przełącznika zasilania i wysokiej - transformator częstotliwości. W module zasilacza impulsowego średniej i małej mocy najczęściej stosowane topologie obwodów to push-pull, single-ended do przodu, single-ended flyback i tak dalej. Schemat blokowy typowego pojedynczego obwodu przełączania zasilania do przodu pokazano na rysunku 1. Składa się on z rury przełącznika zasilania Q1, transformatora wysokiej częstotliwości T, diody prostowniczej Dl, diody jednokierunkowej D2, cewki filtra wyjściowego L i kondensator filtra wyjściowego C. Podczas pracy jednostka sterująca PWM może wysyłać sygnał impulsowy o zmiennej szerokości impulsu do napędzania rurki przełączającej Q1. Gdy rura przełączająca Q1 jest włączona, energia prądu stałego na końcu wejściowym jest przesyłana do wtórnego przez transformator wysokiej częstotliwości. Gdy rura przełączająca Q1 jest wyłączona, transformator wysokiej częstotliwości do resetowania magnetycznego. Impuls wysokiej częstotliwości przesyłany przez transformator wysokiej częstotliwości jest prostowany do jednokierunkowego pulsującego prądu stałego przez diodę prostowniczą. Po odfiltrowaniu tego pulsującego prądu stałego przez cewkę indukcyjną filtra wyjściowego i kondensator filtra, można wysłać wymagane napięcie prądu stałego.
Podczas procesu przełączania wysokiej częstotliwości tranzystora przełączającego moc Q1, impulsy przepływające przez tranzystor przełączający moc i transformator wysokiej częstotliwości będą generować skomplikowane harmoniczne napięć i prądów harmonicznych. Szum generowany przez te harmoniczne napięć i prądów harmonicznych może być przenoszony do publicznego zacisku zasilania przez linię wejściową zasilania lub do obciążenia przez linię wyjściową zasilacza impulsowego, powodując w ten sposób zakłócenia w innych systemach lub wrażliwych komponentach. Widmo tych szumów przewodzonych w linii elektroenergetycznej przedstawiono na rysunku 2. Z rysunku widać, że w paśmie częstotliwości od kilkuset kHz do 50 MHz, czyli w paśmie częstotliwości podstawowej i kilku harmonicznych częstotliwość przełączania W tym zakresie amplituda szumu interferencyjnego znacznie przekracza zakres określony przez GJBl51A, co spowoduje, że wskaźniki kompatybilności elektromagnetycznej, takie jak szum przewodzenia systemu, przekroczą normę.
2. Prąd zakłócający w trybie wspólnym
Wszystkie elementy obwodu modułu zasilacza impulsowego do montażu powierzchniowego z metalową obudową są montowane na podłożu. Aktywne urządzenia, takie jak chipy kontrolne PWM, przełączniki zasilania i diody prostownicze są elementami montowanymi na powierzchni. Napięcie i prąd wejścia i wyjścia są wysyłane przez przewody.
Dolna płyta płaszcza rury jest nośnikiem podłoża z tlenku glinu. Przednia strona podłoża z tlenku glinu to obszar okablowania i obszar montażu komponentów. Dołączone są metalowe podstawki. Stała dielektryczna podłoża z tlenku glinu wynosi 8, a grubość zwykle mieści się w zakresie 0,5 do 1,0 mm. W obszarze montażowym na przedniej stronie podłoża z tlenku glinu elementy do montażu powierzchniowego (takie jak układy sterujące PWM, wzmacniacze operacyjne, źródła odniesienia, przełączniki MOSFET, diody prostownicze) są połączone z okablowaniem za pomocą lutu (takiego jak klej przewodzący, lut rozpływowy, itp.) pady w okolicy są połączone. Chociaż ta metoda połączenia stanowi pętlę obwodu, wprowadza również nową pojemność pasożytniczą Cp do obwodu.
W pętli pierwotnej układ przełącznika zasilania, układ sterowania PWM, układ wzmacniacza operacyjnego, ślady dodatnich i ujemnych linii wejściowych zasilacza itp. wygenerują pasożytniczą pojemność Cp między dolną płytą obudowy, a pojemnością pojemność pasożytnicza zależy od grubości podłoża. i powierzchni, jaką zajmują na podłodze. W ten sposób w obwodzie powstają pojemności rozłożone Cp1, Cp2, ..., Cp6 itd. pomiędzy tymi elementami i ich śladami a dolną płytą obudowy. Te rozproszone pojemności będą powodować prądy szumowe pod łącznym wpływem dV/dt, dI/dt i wstecznego prądu przywracania diody prostowniczej. Te prądy szumowe są równe pod względem wielkości i fazy między dodatnim i ujemnym biegunem wejściowej linii elektroenergetycznej oraz między dodatnim i ujemnym biegunem wyjściowej linii obciążenia i nazywane są prądami szumowymi w trybie wspólnym. Wielkość prądu szumu w trybie wspólnym jest związana z wielkością rozproszonej pojemności, dV/dt, dI/dt itp.
3. Prąd interferencyjny pierwotnego trybu różnicowego
Prąd interferencyjny trybu różnicowego pierwotnego w pętli pierwotnej, rurze przełączającej moc Q1, uzwojeniu pierwotnym Lp transformatora wysokiej częstotliwości oraz kondensatorze filtra wejściowego Ci stanowią wejściowy obwód przetwarzania prądu stałego zasilacza impulsowego. Energia prądu stałego jest przekazywana do uzwojenia wtórnego przez transformator wysokiej częstotliwości. Jednakże, gdy przełącznik zasilania Q1 przełącza się, fala podstawowa i harmoniczne spowodowane wzrostem i spadkiem impulsu o wysokiej częstotliwości będą przesyłane do zacisku zasilania wejściowego wzdłuż kondensatora filtra wejściowego Ci, a prąd szumu rozchodzi się wzdłuż dodatniego i ujemne zaciski wejściowej linii zasilającej. Nazywa się to prądem interferencyjnym trybu różnicowego pierwotnego IDIFF. Ten prąd interferencyjny IDIFF w trybie różnicowym przepływa do wspólnego zacisku zasilania przez wejściową linię zasilania, zwłaszcza gdy kondensator filtra wejściowego Ci jest niewystarczająco filtrowany, zakłócenia w linii zasilania wejściowego są duże, a także będą zakłócać inne części systemu poprzez wspólny zacisk zasilania. W ten sposób wskaźniki wydajności innych części są zmniejszone.
