Geri dönüş anahtarlamalı güç kaynakları için transformatörlerin EMC tasarımının ilkeleri
Güç yarı iletken cihaz teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, anahtarlamalı güç kaynağının yüksek güç-hacim oranı ve yüksek verimlilik özellikleri, modern, endüstriyel ve ticari ekipmanlarda her seviyede yaygın olarak kullanılmasını sağlar ve saat frekansı gelişmeye devam ettikçe, ekipmanın elektromanyetik uyumluluğu (EMC) problemi geniş çapta ilgi çekmiştir. EMC tasarımı, anahtarlamalı güç kaynağının geliştirilmesinde ve tasarımında önemli ve önemli bir bağlantı haline gelmiştir.
İletilen elektromanyetik girişim (EMI) gürültü bastırma, ürün geliştirmenin ilk aşamalarında dikkate alınmalıdır. Çoğu zaman, iletilen EMI l1l'yi baskılamak için güç hattı filtrelerinin eklenmesi gerekir. Bununla birlikte, paraziti bastırmak için yalnızca güç giriş filtresine güvenmek çoğu zaman filtredeki bileşenlerin endüktansının ve kapasitansının artmasına neden olur. Endüktanstaki artış boyutu artırır; kapasitanstaki artış kaçak akım standardı ile sınırlıdır. Devrenin diğer parçaları, uygun şekilde tasarlanırsa filtreye benzer bir iş yapabilir. Bu makale, transformatör gürültüsü aktif düğüm fazı kuru sarma yöntemini önermektedir; bu tasarım yöntemi yalnızca güç hattı filtresinin boyutunu azaltmakla kalmaz, aynı zamanda maliyetleri de azaltır.
Geri dönüş anahtarlamalı güç kaynağı ortak modlu girişim
Elektronik ekipmanın iletilen gürültü girişimi şu anlama gelir: Güç kaynağı şebekesi ile bağlantılı ekipman, elektromanyetik girişimi yürütmek için güç hattı üzerinden kamu elektrik şebekesi ortamına gürültü akımı şeklinde çalışır. İletilen girişim, ortak mod girişimi ve diferansiyel mod girişimi olarak ikiye ayrılır. Sıfır hattındaki ortak mod girişim akımı ve faz hattının fazı eşittir; sıfır hattındaki diferansiyel mod girişim akımı ve karşıdaki faz hattının fazı. İletilen girişimin genel katkısı üzerindeki diferansiyel mod girişimi küçüktür ve esas olarak gürültü spektrumunun düşük frekanslı ucunda yoğunlaşır, bastırılması daha kolaydır; Ortak mod girişiminin, iletilen girişimin katkısı üzerindeki etkisi daha büyüktür ve esas olarak gürültü spektrumunun orta frekans ve yüksek frekans bantlarındadır. Ortak modla iletilen parazitin bastırılması, EMC ile yürütülen elektronik ekipmanın tasarımında zor bir noktadır, ancak aynı zamanda asıl görevdir.
Geri dönüş anahtarlamalı güç kaynağı devresinde voltajın önemli ölçüde değiştiği bazı düğümler vardır. Potansiyelin nispeten kararlı olduğu devredeki diğer düğümlerden farklı olarak, bu düğümlerdeki gerilimler yüksek yoğunluklu, yüksek frekanslı bileşenler içerir [2]. Çok aktif voltaj değişimlerine sahip bu düğümlere gürültü aktif düğümler adı verilir. Gürültü aktif düğümler, anahtarlamalı güç kaynağı devrelerinde ortak modlu bir gürültü akımı M oluşturmak için devredeki toprağa giden başıboş kapasitans üzerinde etkili olan ortak modlu bir girişim kaynağıdır. Ve EMI devresinin toprak kaçak kapasitansı üzerinde daha büyük bir etkisi vardır: güç anahtarlama borusunun toprak parazitik kapasitansına drenajı C Transformatörün sargının ana tarafı, sargının parazitik kapasitansının ikincil tarafı Cp; Transformatörün devrenin sekonder tarafının toprak parazitik kapasitansı C Transformatörün ana ve sekonder tarafının nüvesinin üzerindeki sargının parazitik kapasitansı C, C ve trafo çekirdeğinin parazitik kapasitansı C'nin toprağa mı? Devredeki bu parazitik kapasitans aşağıdaki gibi dağıtılır
Devrede temel olarak 3 bağlantı yolu vardır: gürültü kaynağından - C aracılığıyla toprağa bağlanan güç anahtarlama tüpü d-kutbu; gürültü kaynağından c aracılığıyla. Transformatörün sekonder devresine bağlanır ve daha sonra C üzerinden toprağa bağlanır; transformatörün ön ve ikincil bobinlerinden transformatör çekirdeğine bağlı C‑C'ye ve ardından toprağa bağlı C'ye doğru. Bu üç akım, ortak mod gürültü akımına (Şekil 1'de siyah oklarla gösterilmiştir) katkıda bulunan ana unsurlardır. Ortak mod akımı, LISN'nin güç kaynağı hattının girişindeki topraktan geri döndürülmesiyle örneklenerek ölçülür.
