Progettazione anti-interferenza dell'alimentatore a commutazione
La progettazione EMC dell'alimentatore switching deve considerare i seguenti aspetti:
1) filtro
2) Trasformatore ad alta frequenza
3) Tecnologia di commutazione soft 4) Soppressione attiva dei disturbi di modo comune
5) Progettazione EMC del cablaggio del circuito stampato
3Misure di progettazione EMC
Filtro 3.1
Il filtraggio è un metodo per sopprimere i disturbi condotti. Ad esempio, il collegamento di un filtro all'estremità di ingresso dell'alimentatore può sopprimere il rumore proveniente dalla rete elettrica dall'invadere l'alimentatore stesso e può anche sopprimere l'interferenza generata dall'alimentatore a commutazione e ricondotta alla rete elettrica. In quanto unità importante per sopprimere l'interferenza di conduzione della linea elettrica, il filtro di potenza svolge un ruolo estremamente importante nella progettazione della compatibilità elettromagnetica dell'apparecchiatura o del sistema. Non solo può sopprimere l'interferenza di conduzione sulla linea di trasmissione, ma ha anche un significativo effetto di soppressione sull'emissione irradiata sulla linea di trasmissione. Nel circuito del filtro, la selezione di condensatori passanti, condensatori a tre terminali e anelli magnetici in ferrite può migliorare le caratteristiche del filtro del circuito. La progettazione appropriata o la selezione di filtri appropriati e la corretta installazione dei filtri sono componenti importanti della tecnologia anti-interferenza. Le misure specifiche sono le seguenti: 1) Installare un filtro di alimentazione sul terminale di ingresso CA e il suo circuito è mostrato nella Figura 1. Nella figura, Ld e Cd vengono utilizzati per sopprimere il rumore di modo differenziale. Generalmente, Ld è 100-700 μH e Cd è 1-10 μF. Lc e Cc vengono utilizzati per sopprimere il rumore di modo comune e possono essere regolati in base alle condizioni effettive.
Tutti i filtri di alimentazione devono essere messi a terra (tranne quelli che non possono essere messi a terra secondo le istruzioni speciali del produttore), perché il condensatore di bypass di modo comune del filtro deve essere messo a terra per funzionare. Il metodo di messa a terra generale non consiste solo nel collegare il filtro all'involucro metallico, ma anche nel collegare l'involucro del filtro con fili più spessi.
Collegare al punto di terra dell'apparecchiatura. Minore è l'impedenza di terra, migliore è l'effetto di filtraggio.
Il filtro deve essere installato il più vicino possibile alla presa di corrente. Le estremità di ingresso e di uscita del filtro dovrebbero essere il più lontano possibile per evitare che i segnali di interferenza si accoppiano direttamente dall'estremità di ingresso all'estremità di uscita.
2) Aggiungere un filtro di uscita all'uscita dell'alimentatore. L'aggiunta di condensatori ad alta frequenza, l'aumento dell'induttanza dell'induttore del filtro di uscita e la capacità del condensatore del filtro possono sopprimere il rumore in modalità differenziale. Se più condensatori sono collegati in parallelo, l'effetto sarà migliore. 3.2 Trasformatore ad alta frequenza
Installare una rete di assorbimento RC sul lato primario, sul lato secondario del trasformatore ad alta frequenza, tra i poli C ed E del tubo dell'interruttore e sul diodo raddrizzatore di uscita.
3.3 Tecnologia di commutazione morbida
L'applicazione della tecnologia di commutazione morbida aiuta a ridurre le interferenze elettromagnetiche, poiché il MOSFET di potenza e l'IGBT sono accesi a tensione zero e spenti a corrente zero, e anche il diodo a recupero rapido è disattivato, il che può ridurre il consumo energetico nell'alimentazione circuito. Il di/dt e il dv/dt del dispositivo di alimentazione possono ridurre il livello EMI. È dimostrato da esperimenti che la tecnologia di commutazione morbida ha solo un certo effetto sulla soppressione delle armoniche di ordine elevato dell'ondulazione.
3.4 Tecnologia di soppressione attiva dell'interferenza di modo comune
La tecnologia di soppressione attiva dell'interferenza di modo comune è un metodo per prendere misure da sorgenti di rumore per sopprimere l'interferenza di modo comune. L'idea di questo metodo è cercare di estrarre una tensione di disturbo EMI di compensazione dal circuito principale che sia completamente opposta alla forma d'onda della tensione di commutazione principale che causa l'EMI e utilizzarla per bilanciare l'influenza della tensione di commutazione originale.
Circuito stampato 3.5
La pratica ha dimostrato che la disposizione dei componenti e la progettazione del cablaggio della scheda stampata hanno una grande influenza sulle prestazioni EMC dell'alimentatore a commutazione. Sono presenti anche sbarre di alimentazione ad alta tensione, nonché alcuni interruttori di alimentazione ad alta frequenza e componenti magnetici. Il modo in cui organizzare ragionevolmente la posizione dei componenti nello spazio limitato della scheda stampata influirà direttamente sulle prestazioni anti-interferenza di ciascun componente nel circuito. e affidabilità del circuito.
3.5.1 Influenza dell'impedenza del filo
Analizzando l'impedenza caratteristica del filo stampato, vengono selezionati il metodo di posizionamento, la lunghezza, la larghezza e il metodo di disposizione del filo stampato.
L'impedenza caratteristica di un singolo filo è costituita dalla resistenza CC R e dall'autoinduttanza L
Z=R più jωL(1) L=2lln(2)
Nella formula: l - la lunghezza del filo;
b - larghezza del filo.
Ovviamente, più corta è la linea stampata l, minore è la resistenza DC R; allo stesso tempo, l'aumento della larghezza e dello spessore della linea stampata può anche ridurre la resistenza DC R.
Si può vedere dalla formula (2) che minore è la lunghezza l della linea stampata, minore è l'autoinduttanza L, e aumentando la larghezza b della linea stampata si può anche ridurre l'autoinduttanza L. L'impedenza caratteristica di più linee stampate non sono solo composte da resistenza CC R e autoinduttanza L, ma hanno anche l'influenza dell'induttanza reciproca M e l'induttanza reciproca M non è influenzata solo dalla lunghezza e dalla larghezza delle linee stampate, ma anche dalla distanza tra righe stampate. giocare un ruolo importante. M=2l(3)
Nella formula: s——la distanza tra le due linee, aumentando la distanza tra le due linee si può ridurre l'induttanza reciproca.
In considerazione del fenomeno di cui sopra, durante la progettazione del circuito stampato, l'impedenza della linea di alimentazione e della linea di terra dovrebbe essere ridotta il più possibile, poiché la linea di alimentazione, la linea di terra e altre linee stampate hanno induttanza, quando l'alimentazione la corrente cambia notevolmente, produrrà una grande caduta di tensione elevata e la caduta di tensione del filo di terra è un fattore importante nella formazione di interferenze di impedenza pubblica, quindi il filo di terra dovrebbe essere accorciato il più possibile e il cavo di alimentazione e il filo di terra dovrebbe essere ispessito il più possibile.
Nella progettazione di circuiti stampati a doppia faccia, oltre ad ispessire il più possibile la linea di alimentazione e la linea di terra, è necessario installare tra la linea di terra e la linea di alimentazione un condensatore di disaccoppiamento con buone caratteristiche di alta frequenza. Inoltre, non eseguire due linee di segnale stampate in parallelo. Se non è possibile evitare il cablaggio in parallelo, è possibile rimediare con i seguenti metodi: 1) Aggiungere un filo di terra tra le due linee di segnale per la schermatura;
2) Mantenere il più possibile la distanza tra le due linee di segnale parallele per ridurre l'influenza del campo elettromagnetico tra le due linee;
3) La direzione della corrente che scorre attraverso le due linee di segnale parallele è opposta. (Lo scopo è ridurre il flusso magnetico indotto)
3.5.2 Layout dei componenti
Quando si progetta un circuito stampato, di solito è difficile evitare la fonte di interferenza e la vittima a causa delle limitazioni delle condizioni di lavoro. A questo punto, prova a mettere insieme i componenti correlati per evitare interferenze causate da linee stampate troppo lunghe perché i componenti sono troppo distanti; inoltre, posizionare il segnale di ingresso e il segnale di uscita il più vicino possibile alla porta del cavo. , per evitare interferenze dovute ai percorsi di accoppiamento.
4 misure strutturali
La schermatura è un mezzo importante ed efficace per risolvere i problemi di compatibilità elettromagnetica
