Experiència de disseny EMI d'alimentació de commutació
1. Font EMI d'alimentació de commutació
Les fonts d'interferència EMI de la font d'alimentació de commutació es reflecteixen principalment en el tub de l'interruptor d'alimentació, el díode rectificador, el transformador d'alta freqüència, etc. La interferència de l'entorn extern a la font d'alimentació de commutació prové principalment de la fluctuació de la xarxa elèctrica, els llamps. cops i radiació externa.
(1) Tub de l'interruptor d'alimentació
El tub de l'interruptor d'alimentació funciona en l'estat de commutació de cicle ràpid On-Off, i el dv/dt i di/dt estan canviant ràpidament. Per tant, el tub de l'interruptor d'alimentació no només és la principal font d'interferència de l'acoblament del camp elèctric, sinó també la principal font d'interferència de l'acoblament del camp magnètic.
(2) Transformador d'alta freqüència
La font EMI del transformador d'alta freqüència es concentra en la transformació de cicle ràpid di/dt corresponent a la inductància de fuites, de manera que el transformador d'alta freqüència és una font d'interferència important per a l'acoblament del camp magnètic.
(3) Díode rectificador
La font EMI del díode rectificador es reflecteix principalment en les característiques de recuperació inversa. El punt discontinu del corrent de recuperació inversa generarà un alt dv/dt a la inductància (inductància del plom, inductància perduda, etc.), donant lloc a una forta interferència electromagnètica.
(4) PCB
Per ser precisos, el PCB és el canal d'acoblament de les fonts d'interferència esmentades anteriorment, i la qualitat del PCB correspon directament a la supressió de les fonts EMI esmentades anteriorment.
2. Classificació del canal de transmissió EMI de la font d'alimentació commutada
(1) Canal de transmissió per a interferències conduïdes
(1) Acoblament capacitiu
(2) Acoblament inductiu
(3) Acoblament resistiu
a. Acoblament de conducció resistiva generat per la resistència interna de l'alimentació pública
b. Acoblament de conducció resistiva generat per la impedància de terra comuna
c. Acoblament de conducció resistiva generat per la impedància de línia comuna
(2) Canal de transmissió d'interferències de radiació
(1) A la font d'alimentació de commutació, els components i cables que poden constituir la font d'interferència de radiació es poden suposar com a antenes, de manera que es poden utilitzar la teoria del dipol elèctric i del dipol magnètic per a l'anàlisi; Els díodes, els condensadors i els tubs de l'interruptor d'alimentació es poden suposar com a dipols elèctrics, es pot suposar que les bobines d'inductància són dipols magnètics;
(2) Quan no hi ha blindatge, el canal de transmissió d'ones electromagnètiques generades per dipols elèctrics i dipols magnètics és l'aire (que es pot suposar que és espai lliure);
(3) Quan hi hagi un cos de blindatge, tingueu en compte els buits i els forats del cos de blindatge i analitzeu-lo i processeu-lo segons el model matemàtic del camp de fuites.
3. Nou mesures principals per a la supressió d'EMI de la font d'alimentació commutada
En una font d'alimentació commutada, els canvis sobtats de tensió i corrent, és a dir, dv/dt i di/dt elevats, són les principals causes d'EMI. Les mesures tècniques de disseny d'EMC per realitzar la font d'alimentació de commutació es basen principalment en els dos punts següents:
(1) Minimitzar la font d'interferència generada per la pròpia font d'alimentació, utilitzar el mètode de supressió d'interferències o generar components i circuits amb menys interferències i fer un disseny raonable;
(2) Suprimiu l'EMI de la font d'alimentació i milloreu l'EMS de la font d'alimentació mitjançant la connexió a terra, el filtratge, el blindatge i altres tecnologies.
Per separat, les nou mesures principals són:
(1) Redueix dv/dt i di/dt (redueix el seu valor màxim, redueix el seu pendent)
(2) Aplicació raonable de varistors per reduir la sobretensió
(3) La xarxa d'amortiment suprimeix l'excés
(4) Els díodes amb característiques de recuperació suau s'utilitzen per reduir l'EMI d'alta freqüència
(5) Correcció del factor de potència activa i altres tècniques de correcció harmònica
(6) Utilitzeu un filtre de línia elèctrica raonablement dissenyat
(7) Tractament de connexió a terra raonable
(8) Mesures de blindatge efectives
(9) Disseny raonable de PCB
4. Control de la inductància de fuga del transformador d'alta freqüència
La inductància de fuites del transformador d'alta freqüència és una de les raons importants de la tensió màxima d'apagada del tub de l'interruptor d'alimentació. Per tant, controlar la inductància de fuites es converteix en el principal problema per resoldre l'EMI causada pel transformador d'alta freqüència.
Hi ha dos punts d'entrada per reduir la inductància de fuites dels transformadors d'alta freqüència: disseny elèctric i disseny de procés!
(1) Trieu un nucli magnètic adequat per reduir la inductància de fuites. La inductància de fuga és proporcional al quadrat del nombre de voltes al costat primari, la reducció del nombre de voltes reduirà significativament la inductància de fuga.
(2) Reduïu la capa d'aïllament entre els bobinatges. Ara hi ha una capa aïllant anomenada "pel·lícula d'or" amb un gruix de 20-100um i una tensió de ruptura de pols de diversos milers de volts.
(3) Augmenteu l'acoblament entre bobinatges i reduïu la inductància de fuites.
5. Apantallament de transformadors d'alta freqüència
Per tal d'evitar que el camp magnètic de fuites del transformador d'alta freqüència interfereixi amb els circuits circumdants, es pot utilitzar una cinta de blindatge per protegir les fuites de camp magnètic del transformador d'alta freqüència. La cinta de blindatge està feta generalment de làmina de coure, enrotllada a l'exterior del transformador i posada a terra. La cinta de blindatge és un anell de curtcircuit en relació al camp de fuites, suprimint així les fuites del camp de fuites en un rang més gran.
Per als transformadors d'alta freqüència, es produirà un desplaçament relatiu entre els nuclis magnètics i entre els bobinatges, que provocarà sorolls (udols, vibracions) en el funcionament del transformador d'alta freqüència. Per evitar aquest soroll, cal endurir el transformador:
(1) Utilitzeu resina epoxi per unir les tres superfícies de contacte del nucli magnètic (com ara el nucli magnètic EE, EI) per suprimir la generació de desplaçament relatiu;
(2) Utilitzeu cola "perles de vidre" (perles de vidre) per unir el nucli magnètic, l'efecte és millor.
