Anahtarlamalı güç kaynağı EMI tasarım deneyimi
1. Anahtarlama güç kaynağının EMI kaynağı
Anahtarlamalı güç kaynağının EMI parazit kaynakları esas olarak güç anahtarı tüpüne, doğrultucu diyota, yüksek frekanslı transformatöre vb. darbeler ve dış radyasyon.
(1) Güç anahtarı tüpü
Güç anahtarı tüpü, Açma-Kapama hızlı döngü değiştirme durumunda çalışır ve dv/dt ve di/dt hızla değişir. Bu nedenle, güç anahtarı tüpü yalnızca elektrik alan bağlantısının ana girişim kaynağı değil, aynı zamanda manyetik alan bağlantısının ana girişim kaynağıdır.
(2) Yüksek frekans transformatörü
Yüksek frekans transformatörünün EMI kaynağı, kaçak endüktansa karşılık gelen di/dt hızlı çevrim dönüşümünde yoğunlaşmıştır, dolayısıyla yüksek frekans transformatörü, manyetik alan kuplajının önemli bir girişim kaynağıdır.
(3) Doğrultucu diyot
Doğrultucu diyotun EMI kaynağı esas olarak ters geri kazanım özelliklerine yansır. Ters toparlanma akımının süreksiz noktası, endüktansta yüksek dv/dt üretecek (kurşun endüktansı, başıboş endüktans, vb.), bu da güçlü elektromanyetik girişime yol açacaktır.
(4) PCB
Kesin olmak gerekirse, PCB, yukarıda belirtilen girişim kaynakları için bağlantı kanalıdır ve PCB'nin kalitesi doğrudan yukarıda belirtilen EMI kaynaklarının bastırılmasına karşılık gelir.
2. Anahtarlama güç kaynağının EMI iletim kanalı sınıflandırması
(1) İletilen girişim için iletim kanalı
(1) Kapasitif kuplaj
(2) Endüktif bağlantı
(3) Dirençli kuplaj
A. Kamu güç kaynağının iç direnci tarafından üretilen dirençli iletim kuplajı
B. Ortak zemin empedansı tarafından üretilen dirençli iletim kuplajı
C. Ortak hat empedansı tarafından üretilen dirençli iletim kuplajı
(2) Radyasyon parazitinin iletim kanalı
(1) Anahtarlamalı güç kaynağında, radyasyon girişim kaynağını oluşturabilecek bileşenler ve teller antenler olarak kabul edilebilir, böylece elektrik dipol ve manyetik dipol teorisi analiz için kullanılabilir; diyotlar, kapasitörler ve güç anahtarı tüpleri Elektrik dipolleri olarak kabul edilebilir, endüktans bobinleri manyetik dipoller olarak kabul edilebilir;
(2) Kalkan olmadığında, elektrik dipolleri ve manyetik dipoller tarafından üretilen elektromanyetik dalgaların iletim kanalı havadır (boş alan olarak kabul edilebilir);
(3) Bir koruyucu gövde olduğunda, koruyucu gövdenin boşluklarını ve deliklerini göz önünde bulundurun ve sızıntı alanının matematiksel modeline göre analiz edin ve işleyin.
3. Anahtarlama güç kaynağının EMI baskılaması için dokuz ana önlem
Anahtarlamalı bir güç kaynağında, ani voltaj ve akım değişiklikleri, yani yüksek dv/dt ve di/dt, EMI'nin ana nedenleridir. Anahtarlama güç kaynağını gerçekleştirmek için EMC tasarım teknik önlemleri temel olarak aşağıdaki iki noktaya dayanmaktadır:
(1) Güç kaynağının kendisi tarafından üretilen parazit kaynağını en aza indirin, paraziti bastırma yöntemini kullanın veya daha az parazitli bileşenler ve devreler oluşturun ve makul bir düzen yapın;
(2) Topraklama, filtreleme, ekranlama ve diğer teknolojiler yoluyla güç kaynağının EMI'sini bastırın ve güç kaynağının EMS'sini iyileştirin.
Ayrı ayrı konuşursak, dokuz ana önlem şunlardır:
(1) dv/dt ve di/dt'yi azaltın (tepe değerini azaltın, eğimini yavaşlatın)
(2) Dalgalanma gerilimini azaltmak için makul varistör uygulaması
(3) Sönümleme ağı, aşımı bastırır
(4) Yüksek frekanslı EMI'yi azaltmak için yumuşak geri kazanım özelliklerine sahip diyotlar kullanılır
(5) Aktif güç faktörü düzeltmesi ve diğer harmonik düzeltme teknikleri
(6) Makul bir şekilde tasarlanmış bir güç hattı filtresi kullanın
(7) Makul topraklama işlemi
(8) Etkili koruma önlemleri
(9) Makul PCB tasarımı
4. Yüksek frekans transformatörünün kaçak endüktansının kontrolü
Yüksek frekanslı transformatörün kaçak endüktansı, güç anahtarı tüpünün kapanma tepe voltajının önemli nedenlerinden biridir. Bu nedenle, kaçak endüktansın kontrol edilmesi, yüksek frekanslı transformatörün neden olduğu EMI'yi çözmek için birincil sorun haline gelir.
Yüksek frekanslı transformatörlerin kaçak endüktansını azaltmak için iki giriş noktası vardır: elektrik tasarımı ve proses tasarımı!
(1) Kaçak endüktansı azaltmak için uygun bir manyetik çekirdek seçin. Kaçak endüktans, birincil taraftaki sarım sayısının karesiyle orantılıdır, sarım sayısını azaltmak, kaçak endüktansı önemli ölçüde azaltacaktır.
(2) Sargılar arasındaki yalıtım katmanını azaltın. Şimdi, 20-100um kalınlığında ve birkaç bin voltluk darbe kırılma voltajına sahip, "altın film" adı verilen bir yalıtım tabakası var.
(3) Sargılar arasındaki kaplini artırın ve kaçak endüktansı azaltın.
5. Yüksek frekans transformatörlerinin ekranlanması
Yüksek frekanslı transformatörün kaçak manyetik alanının çevredeki devrelerle karışmasını önlemek için, yüksek frekanslı transformatörün manyetik alan sızıntısını korumak için bir koruyucu bant kullanılabilir. Koruma bandı genellikle bakır folyodan yapılır, transformatörün dışına sarılır ve topraklanır. Koruma bandı, kaçak alana göre bir kısa devre halkasıdır, böylece daha geniş bir aralıkta kaçak alanın sızmasını bastırır.
Yüksek frekanslı transformatörler için, yüksek frekanslı transformatörün çalışmasında gürültüye (uğultu, titreşim) neden olacak şekilde, manyetik çekirdekler arasında ve sargılar arasında göreli yer değiştirme meydana gelecektir. Bu gürültüyü önlemek için transformatörün sertleştirilmesi gerekir:
(1) Göreceli yer değiştirme oluşumunu bastırmak için manyetik çekirdeğin (EE, EI manyetik çekirdek gibi) üç temas yüzeyini bağlamak için epoksi reçine kullanın;
(2) Manyetik çekirdeği yapıştırmak için "cam boncuklar" (Cam boncuklar) yapıştırıcı kullanın, etki daha iyidir.
