EMC optimizirana shema dizajna PCB sklopnog napajanja
Put interferencije buke pretvarača prekidača osigurava uvjete spajanja za izvor smetnje i interferiranu opremu, a posebno je važno istraživanje njegove interferencije zajedničkog načina rada i interferencije diferencijalnog načina rada. Uglavnom su analizirani visokofrekventni modeli glavnih komponenti strujnog kruga, kao i modeli strujnog kruga uobičajenog i diferencijalnog moda buke, pružajući korisnu pomoć za EMC optimizacijski dizajn tiskanih ploča za napajanje prekidača.
Smetnje zajedničkog načina rada i smetnje diferencijalnog načina rada prekidačkih izvora napajanja imaju različite učinke na krug. Obično šum diferencijalnog načina rada dominira na niskim frekvencijama, a šum uobičajenog načina rada dominira na visokim frekvencijama. Štoviše, učinak zračenja zajedničke struje obično je puno veći od učinka diferencijalne struje. Stoga je potrebno razlikovati diferencijalne smetnje od zajedničkih smetnji u izvorima napajanja.
Kako bismo razlikovali smetnje diferencijalnog načina rada i smetnje zajedničkog načina rada, prvo moramo proučiti osnovni način spajanja prekidačkog napajanja. Na temelju toga možemo uspostaviti strujne krugove za struju šuma diferencijalnog načina i struju šuma zajedničkog načina. Provodna spojka preklopnog napajanja uglavnom uključuje:
Vodljivo spajanje temeljeno na strujnom krugu, kapacitivno spajanje, induktivno spajanje i kombinacija ovih metoda spajanja.
1 Modeli staze buke zajedničkog i diferencijalnog moda
U sklopnim izvorima napajanja, staze buke uobičajenog načina i diferencijalnog načina rada formiraju se zbog kapacitivnosti sprege CW između primarnog i sekundarnog namota visokofrekventnih transformatora, lutajućeg kapaciteta CK između energetskih cijevi i hladnjaka, parazitskih parametara energetskih cijevi sebe, i međusobnu induktivnost, vlastitu induktivnost, međusobni kapacitet, vlastiti kapacitet, impedanciju i druge parazitske parametre formirane uzajamnom spregom između tiskanih žica, što rezultira zajedničkom modu i diferencijalnom modu provedenom interferencijom. Na temelju analize parazitnih parametarskih modela otpora, induktiviteta i kapacitivnosti energetskih rasklopnih uređaja, transformatora i tiskanih žica može se dobiti model putanje struje šuma pretvarača.
Visokofrekventni modeli glavnih komponenti 2. kruga
Unutarnji parazitski induktivitet i kapacitet sklopke za napajanje utječu na visokofrekventnu izvedbu kruga. Ovi kondenzatori uzrokuju struju curenja visokofrekventne interferencije koja teče do metalne podloge, a između prekidača napajanja i hladnjaka nalazi se zalutali kondenzator CK. Iz sigurnosnih razloga, hladnjak je obično uzemljen, osiguravajući stazu buke zajedničkog načina rada.
Tijekom rada PWM pretvarača također se generira buka zajedničkog načina rada zajedno s radom sklopnih uređaja. Kao što je prikazano na slici 1, za polumosni pretvarač, napon curenja sklopke Q1 uvijek je U1, a potencijal izvora varira između 0 i U1/2 s promjenom stanja sklopke; Potencijal izvora Q2 uvijek je 0, a potencijal odvoda varira između 0 i U1/2. Kako bi se održao dobar kontakt između cijevi prekidača i radijatora, između dna cijevi prekidača i radijatora često se dodaju izolacijske brtve ili silikon s dobrom toplinskom vodljivošću. To rezultira prisutnošću paralelnog spojnog kondenzatora CK između točke A i mase. Kada se stanje sklopnih cijevi Q1 i Q2 promijeni, uzrokujući promjenu potencijala točke A, na CK će se generirati struja šuma Ik, kao što je prikazano na slici 2. Struja teče od hladnjaka do kućišta, koje ima spojna impedancija s glavnim električnim vodom, tvoreći stazu buke zajedničkog načina rada kao što je prikazano isprekidanom linijom na slici 2. Stoga, struja uobičajenog načina šuma stvara pad napona na impedanciji spajanja Z između zemlje i glavnog električnog voda, tvoreći šum zajedničkog načina rada.
