Introduzione allo schema di progettazione di ottimizzazione EMC per la commutazione del PCB di alimentazione
Il percorso di interferenza del rumore del convertitore della modalità Switch fornisce condizioni di accoppiamento per la sorgente di interferenza e l'apparecchiatura interferita e lo studio dell'interferenza in modalità comune e l'interferenza della modalità differenziale è particolarmente importante. I modelli ad alta frequenza dei componenti principali nel circuito e i modelli di circuito di modalità comune e il rumore della modalità differenziale sono stati analizzati principalmente, fornendo assistenza utile per la progettazione di ottimizzazione EMC del PCB di alimentazione dell'interruttore.
L'impatto dell'interferenza in modalità comune e l'interferenza della modalità differenziale sui circuiti negli alimentatori in modalità switch è diverso. Di solito domina il rumore della modalità differenziale a bassa frequenza, mentre il rumore della modalità comune ad alta frequenza domina. Inoltre, l'effetto di radiazione della corrente in modalità comune è generalmente molto maggiore di quello della corrente della modalità differenziale. Pertanto, è necessario distinguere tra interferenza in modalità differenziale e interferenza in modalità comune negli alimentatori.
Per distinguere tra interferenza della modalità differenziale e interferenza in modalità comune, dobbiamo prima studiare la modalità di accoppiamento di base dell'alimentazione di commutazione. Sulla base di questo, possiamo stabilire percorsi del circuito per la corrente di rumore della modalità differenziale e la corrente di rumore della modalità comune. L'accoppiamento di conduzione dell'alimentazione in modalità switch include principalmente:
Accoppiamento conduttivo a base di circuiti, accoppiamento capacitivo, accoppiamento induttivo e una miscela di questi metodi di accoppiamento.
1. Modalità comune e modelli di rumore della modalità differenziale
In alimentatori in modalità switch, si formano il rumore della modalità comune e i percorsi di rumore della modalità differenziale a causa della capacità di accoppiamento CW tra gli avvolgimenti primari e secondari del trasformatore ad alta frequenza, la capacità randagata ck tra il transistor di potenza e il dissipatore di calore, i parametri parassita Capacità e impedenza formata dall'accoppiamento reciproco tra i conduttori stampati, con conseguente modalità comune e modalità differenziale condotta interferenza. Sulla base dell'analisi dei modelli parassiti dei parametri di resistenza, induttanza e capacità di dispositivi di commutazione di alimentazione, trasformatori e conduttori stampati, è possibile ottenere il modello di percorso di corrente di rumore del convertitore.
Modello ad alta frequenza dei componenti principali dei due circuiti
L'induttanza parassita e la capacità all'interno del tubo dell'interruttore di alimentazione influiscono sulle prestazioni ad alta frequenza del circuito. Queste capacità causano fluire la corrente di dispersione di interferenza ad alta frequenza sul substrato metallico e c'è una capacità vaguale CK tra il tubo di potenza e il dissipatore di calore. Per motivi di sicurezza, il dissipatore di calore è generalmente messo a terra, che fornisce un percorso di rumore in modalità comune.
Durante il funzionamento dei convertitori PWM, viene anche generato rumore in modalità comune insieme al funzionamento dei dispositivi di commutazione. Come mostrato nella Figura 1, per un convertitore a mezzo ponte, la tensione di scarico di Switch Q1 è sempre U1 e il potenziale sorgente varia tra 0 e U1/2 con lo stato di cambio; Il potenziale sorgente di Q2 è sempre 0 e il potenziale di drenaggio varia tra 0 e U1/2. Al fine di mantenere un buon contatto tra il tubo dell'interruttore e il radiatore, le guarnizioni isolanti o il silicone isolante con una buona conduttività termica vengono spesso aggiunti tra la parte inferiore del tubo dell'interruttore e il radiatore. Ciò significa che esiste un condensatore di accoppiamento parallelo CK tra il punto A e il terreno. Quando lo stato dei tubi di commutazione Q1 e Q2 cambia, causando una modifica del potenziale nel punto A, una corrente di rumore viene generata su CK, come mostrato nella Figura 2. La corrente scorre dal radiatore alla cotta e si verifica una forma di rumore di accoppiamento tra la figura 2. Abbassa l'impedenza di accoppiamento z tra il suolo e la linea di alimentazione principale, formando rumore di modalità comune.
