Anahtarlamalı Güç Kaynağının Parazit Önleyici Tasarımı
Anahtarlamalı güç kaynağının EMC tasarımı aşağıdaki hususları dikkate almalıdır:
1) filtre
2) Yüksek frekans trafosu
3) Yumuşak anahtarlama teknolojisi 4) Ortak mod girişiminin aktif olarak bastırılması
5) Baskılı devre kartı kablolarının EMC tasarımı
3EMC Tasarım Önlemleri
3.1 filtre
Filtreleme, iletilen bozulmaları bastırma yöntemidir. Örneğin, güç kaynağının giriş ucuna bir filtre bağlamak, güç şebekesinden gelen gürültünün güç kaynağının kendisini işgal etmesini önleyebilir ve ayrıca anahtarlamalı güç kaynağı tarafından üretilen ve güç şebekesine geri beslenen girişimi de önleyebilir. Güç hattının iletim girişimini bastırmak için önemli bir birim olan güç filtresi, ekipman veya sistemin elektromanyetik uyumluluk tasarımında son derece önemli bir rol oynar. Sadece iletim hattındaki iletim girişimini bastırmakla kalmaz, aynı zamanda iletim hattındaki yayılan emisyon üzerinde de önemli bir bastırma etkisine sahiptir. Filtre devresinde, besleme kapasitörleri, üç uçlu kapasitörler ve ferrit manyetik halkaların seçimi devrenin filtre özelliklerini iyileştirebilir. Uygun filtrelerin uygun tasarımı veya seçimi ve filtrelerin doğru montajı, parazit önleme teknolojisinin önemli bileşenleridir. Spesifik önlemler aşağıdaki gibidir: 1) AC giriş terminaline bir güç filtresi takın ve devresi Şekil 1'de gösterilmiştir. Şekilde, Ld ve Cd diferansiyel mod gürültüsünü bastırmak için kullanılır. Genellikle Ld, 100-700 μH'dir ve Cd, 1-10 μF'dir. Lc ve Cc, ortak mod gürültüsünü bastırmak için kullanılır ve gerçek koşullara göre ayarlanabilir.
Filtrenin ortak mod baypas kapasitörünün çalışması için topraklanması gerektiğinden, tüm güç kaynağı filtreleri topraklanmalıdır (üreticinin özel talimatlarına göre topraklanmasına izin verilmeyenler hariç). Genel topraklama yöntemi sadece filtreyi metal kasaya bağlamak değil, aynı zamanda filtre kasasını daha kalın tellerle bağlamaktır.
Ekipmanın topraklama noktasına bağlayın. Zemin empedansı ne kadar düşükse filtreleme etkisi o kadar iyidir.
Filtre, güç girişine mümkün olduğunca yakın monte edilmelidir. Filtrenin giriş ve çıkış uçları, giriş ucundan çıkış ucuna doğrudan bağlantı yapan girişim sinyallerinin önlenmesi için mümkün olduğunca uzakta olmalıdır.
2) Güç kaynağının çıkışına bir çıkış filtresi ekleyin. Yüksek frekanslı kapasitörler eklemek, çıkış filtresi indüktörünün endüktansını ve filtre kapasitörünün kapasitesini artırmak diferansiyel mod gürültüsünü bastırabilir. Birden fazla kapasitör paralel bağlanırsa, etki daha iyi olacaktır. 3.2 Yüksek frekans transformatörü
Yüksek frekans transformatörünün birincil tarafına, ikincil tarafına, anahtar tüpünün C ve E kutupları arasına ve çıkış doğrultucu diyoduna bir RC absorpsiyon ağı kurun.
3.3 Yumuşak anahtarlama teknolojisi
Yumuşak anahtarlama teknolojisinin uygulanması, elektromanyetik girişimin azaltılmasına yardımcı olur, çünkü güç MOSFET ve IGBT sıfır voltajda açılır ve sıfır akımda kapanır ve hızlı kurtarma diyodu da güç tüketimini azaltabilen yumuşak kapalıdır. devre. Güç cihazının di/dt ve dv/dt'si EMI seviyesini azaltabilir. Yumuşak anahtarlama teknolojisinin, dalgalanmanın yüksek dereceli harmoniklerini bastırmada yalnızca belirli bir etkiye sahip olduğu deneylerle kanıtlanmıştır.
3.4 Ortak Mod Girişiminin Aktif Bastırma Teknolojisi
Ortak mod girişimi aktif bastırma teknolojisi, ortak mod girişimini bastırmak için gürültü kaynaklarından önlem alma yöntemidir. Bu yöntemin fikri, ana devreden EMI'ye neden olan ana anahtarlama gerilimi dalga formunun tamamen zıttı olan bir dengeleyici EMI gürültü gerilimi çıkarmaya çalışmak ve bunu orijinal anahtarlama geriliminin etkisini dengelemek için kullanmaktır.
3.5 baskılı devre kartı
Uygulama, baskılı devre kartının bileşen yerleşimi ve kablolama tasarımının, anahtarlamalı güç kaynağının EMC performansı üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğunu kanıtlamıştır. Yüksek voltajlı güç baralarının yanı sıra bazı yüksek frekanslı güç anahtarları ve manyetik bileşenler de vardır. Basılı kartın sınırlı alanındaki bileşenlerin konumunun makul bir şekilde nasıl düzenleneceği, devredeki her bir bileşenin parazit önleme performansını doğrudan etkileyecektir. ve devre güvenilirliği.
3.5.1 Kablo empedansının etkisi
Basılı telin karakteristik empedansı analiz edilerek, baskılı telin yerleştirme yöntemi, uzunluğu, genişliği ve yerleşim yöntemi seçilir.
Tek bir telin karakteristik empedansı, DC direnci R ve öz endüktanstan L oluşur
Z=R artı jωL(1) L=2lln(2)
Formülde: l - telin uzunluğu;
b - tel genişliği.
Açıkçası, yazdırılan l satırı ne kadar kısa olursa, DC direnci R o kadar küçük olur; aynı zamanda yazdırılan çizginin genişliğini ve kalınlığını artırmak da DC direncini (R) azaltabilir.
Formül (2)'den, yazdırılan çizginin l uzunluğu ne kadar kısa olursa, L öz indüktansının o kadar küçük olduğu ve basılı çizginin genişliğinin b artırılmasının da L öz indüktansı azaltabileceği görülebilir. Karakteristik empedansı çoklu baskılı hatlar yalnızca DC direnci R ve öz endüktans L'den oluşmaz, aynı zamanda karşılıklı endüktans M'nin etkisine sahiptir ve karşılıklı endüktans M yalnızca basılı hatların uzunluğundan ve genişliğinden değil, aynı zamanda aralarındaki mesafeden de etkilenir. yazdırılan çizgiler. önemli bir rol oynamak. M=2l(3)
Formülde: s——iki hat arasındaki mesafe, iki hat arasındaki mesafeyi artırmak karşılıklı endüktansı azaltabilir.
Yukarıdaki fenomen ışığında, baskılı devre kartını tasarlarken, güç hattının ve toprak hattının empedansı mümkün olduğunca azaltılmalıdır, çünkü güç hattı, toprak hattı ve diğer baskılı hatlar, güç kaynağı açıldığında endüktansa sahiptir. akım büyük ölçüde değişir, büyük bir Büyük voltaj düşüşü üretecektir ve topraklama kablosunun voltaj düşüşü, genel empedans girişiminin oluşumunda önemli bir faktördür, bu nedenle topraklama kablosu mümkün olduğunca kısaltılmalı ve güç kablosu ve topraklama kablosu mümkün olduğu kadar kalınlaştırılmalıdır.
Çift taraflı baskılı panoların tasarımında, güç hattı ve toprak hattını mümkün olduğunca kalınlaştırmanın yanı sıra, toprak hattı ile güç hattı arasına yüksek frekans özellikleri iyi olan bir dekuplaj kondansatörü kurulmalıdır. Ayrıca, yazdırılan iki sinyal hattını paralel olarak çalıştırmayın. Paralel kablo bağlantısından kaçınılamazsa, aşağıdaki yöntemlerle giderilebilir: 1) Koruma için iki sinyal hattı arasına bir topraklama kablosu ekleyin;
2) İki hat arasındaki elektromanyetik alanın etkisini azaltmak için iki paralel sinyal hattı arasındaki mesafeyi mümkün olduğunca koruyun;
3) İki paralel sinyal hattından geçen akımın yönü zıttır. (Amaç indüklenen manyetik akıyı azaltmaktır)
3.5.2 Bileşenlerin düzeni
Bir baskılı devre kartı tasarlarken, çalışma koşullarının sınırlandırılması nedeniyle girişim kaynağından ve kurbandan kaçınmak genellikle zordur. Bu sırada, bileşenler çok uzakta olduğu için çok uzun basılı satırların neden olduğu paraziti önlemek için birbiriyle ilişkili bileşenleri bir araya getirmeye çalışın; ayrıca, giriş sinyalini ve çıkış sinyalini mümkün olduğunca ana portun yakınına yerleştirin. , bağlantı yollarından kaynaklanan paraziti önlemek için.
4 yapısal önlem
Ekranlama, elektromanyetik uyumluluk sorunlarını çözmek için önemli ve etkili bir araçtır.
