Anahtarlamalı güç kaynağı EMI tasarım deneyimi
1. Anahtarlama güç kaynağının EMI kaynağı
Anahtarlamalı güç kaynaklarının EMI girişim kaynakları güç anahtarlarında, doğrultucu diyotlarda, yüksek frekanslı transformatörlerde vb. yoğunlaşmıştır. Dış ortamın anahtarlamalı güç kaynaklarına girişimi esas olarak güç şebekesinin titreşiminden, yıldırım çarpmasından, harici radyasyondan vb. kaynaklanır.
(1) Güç anahtarı tüpü
Güç anahtarı tüpü Açık-Kapalı hızlı çevrim dönüşümü durumunda çalışır ve hem dv/dt hem de di/dt hızla değişmektedir. Bu nedenle, güç anahtarı tüpü yalnızca elektrik alanı bağlantısının ana girişim kaynağı değil, aynı zamanda manyetik alan bağlantısının da ana girişim kaynağıdır.
(2) Yüksek frekans transformatörü
Yüksek frekanslı transformatörlerin EMI kaynağı, kaçak endüktansa karşılık gelen di/dt'nin hızlı döngüsel dönüşümünde yoğunlaşmıştır. Bu nedenle, yüksek frekanslı transformatörler manyetik alan kuplajının önemli bir girişim kaynağıdır.
(3) Doğrultucu diyot
Doğrultucu diyotun EMI kaynağı ters toparlanma özelliklerinde yoğunlaşmıştır. Ters toparlanma akımının süreksizlik noktası, endüktansta yüksek dv/dt üretecek (kurşun endüktansı, kaçak endüktans, vb.), bu da güçlü elektromanyetik girişime neden olacaktır.
(4) PCB
Kesin olarak söylemek gerekirse PCB, yukarıda bahsedilen girişim kaynaklarının bağlantı kanalıdır. PCB'nin kalitesi doğrudan yukarıda belirtilen EMI kaynaklarının bastırılmasına karşılık gelir.
2. Anahtarlamalı güç kaynağı EMI iletim kanallarının sınıflandırılması
(1) İletken girişim için iletim kanalı
(1) Kapasitif bağlantı
(2) Endüktif bağlantı
(3) Dirençli bağlantı
A. Kamu güç kaynağının iç direncinin neden olduğu dirençli iletim bağlantısı
B. Ortak topraklama kablosunun empedansından kaynaklanan dirençli iletim bağlantısı
C. Ortak hat empedansının neden olduğu dirençli iletim bağlantısı
(2) Radyasyon girişimi için iletim kanalları
(1) Anahtarlamalı güç kaynaklarında, radyasyon girişim kaynaklarını oluşturabilecek bileşenler ve kabloların anten olduğu varsayılabilir ve analiz için elektrik dipol ve manyetik dipol teorileri kullanılabilir; diyotlar, kapasitörler ve güç anahtarlama tüpleri Elektrik dipol, indüktör bobini ise manyetik dipol olarak kabul edilebilir;
(2) Koruyucu gövde olmadığında, elektrik dipolleri ve manyetik dipoller tarafından üretilen elektromanyetik dalga iletim kanalı havadır (boş alan olduğu varsayılabilir);
(3) Bir kalkan olduğunda, kalkandaki boşlukları ve delikleri göz önünde bulundurun ve bunu sızıntı alanının matematiksel modeline göre analiz edin ve işleyin.
3. Güç kaynaklarının değiştirilmesinde EMI'yi bastırmak için 9 temel önlem
Güç kaynaklarını değiştirirken voltaj ve akımdaki ani değişiklikler, yani yüksek dv/dt ve di/dt, EMI'nin ana nedenleridir. Anahtarlamalı güç kaynağının EMC tasarımını uygulamaya yönelik teknik önlemler temel olarak aşağıdaki iki noktaya dayanmaktadır:
(1) Güç kaynağının kendisi tarafından üretilen parazit kaynaklarını en aza indirin, parazit bastırma yöntemlerini kullanın veya daha az parazitli bileşenler ve devreler üretin ve makul bir düzen uygulayın;
(2) Güç kaynağının EMI'sini bastırın ve topraklama, filtreleme, ekranlama ve diğer teknolojiler yoluyla güç kaynağının EMS'sini iyileştirin.
Ayrı olarak konuşursak, dokuz ana önlem şunlardır:
(1) dv/dt ve di/dt'yi azaltın (tepe değerlerini azaltın ve eğimlerini yavaşlatın)
(2) Dalgalanma gerilimini azaltmak için varistörün makul şekilde uygulanması
(3) Sönümleme ağı, aşımı bastırır
(4) Yüksek frekanslı EMI'yi azaltmak için yumuşak kurtarma özelliklerine sahip diyotlar kullanın
(5) Aktif güç faktörü düzeltme ve diğer harmonik düzeltme teknolojileri
(6) Uygun şekilde tasarlanmış bir güç hattı filtresi kullanın
(7) Makul temellendirme işlemi
(8) Etkili koruma tedbirleri
(9) Makul PCB tasarımı
