Preklopno napajanje EMI iskustvo dizajna
1. EMI izvor prekidačkog napajanja
Izvori EMI smetnji prekidačkog napajanja uglavnom se ogledaju u cijevi prekidača napajanja, ispravljačkoj diodi, visokofrekventnom transformatoru itd. Smetnje vanjskog okruženja na prekidačkom napajanju uglavnom dolaze od podrhtavanja električne mreže, munje udare i vanjsko zračenje.
(1) Cijev prekidača napajanja
Cijev prekidača napajanja radi u stanju brzog uključivanja i isključivanja, a dv/dt i di/dt se brzo mijenjaju. Stoga, cijev sklopke za napajanje nije samo glavni izvor smetnji za spajanje električnog polja, već i glavni izvor smetnji za spajanje magnetskog polja.
(2) Visokofrekventni transformator
EMI izvor visokofrekventnog transformatora koncentriran je u di/dt transformaciji brzog ciklusa koja odgovara induktivitetu curenja, tako da je visokofrekventni transformator važan izvor smetnji za spajanje magnetskog polja.
(3) Ispravljačka dioda
EMI izvor ispravljačke diode uglavnom se odražava u karakteristikama obrnutog oporavka. Isprekidana točka reverzne struje oporavka će generirati visok dv/dt induktiviteta (induktivitet odvoda, induktivitet lutanja, itd.), što će rezultirati jakim elektromagnetskim smetnjama.
(4) PCB
Da budemo precizni, PCB je spojni kanal za gore navedene izvore smetnji, a kvaliteta PCB-a izravno odgovara potiskivanju gore spomenutih EMI izvora.
2. EMI prijenosni kanal klasifikacije sklopnog napajanja
(1) Prijenosni kanal za dirigirane smetnje
(1) Kapacitivno spajanje
(2) Induktivno spajanje
(3) Otporna sprega
a. Otporna vodljiva sprega koju stvara unutarnji otpor javnog napajanja
b. Otporna vodljiva sprega generirana zajedničkom impedancijom uzemljenja
c. Otporna vodljiva sprega koju stvara impedancija zajedničkog voda
(2) Prijenosni kanal smetnji zračenja
(1) U prekidačkom napajanju, komponente i žice koje mogu činiti izvor smetnji zračenja mogu se pretpostaviti kao antene, tako da se teorija električnog dipola i magnetskog dipola može koristiti za analizu; diode, kondenzatori i cijevi prekidača mogu se smatrati električnim dipolima, zavojnice induktiviteta mogu se smatrati magnetskim dipolima;
(2) Kada nema oklopa, prijenosni kanal elektromagnetskih valova generiranih električnim dipolima i magnetskim dipolima je zrak (za koji se može pretpostaviti da je slobodni prostor);
(3) Kada postoji zaštitno tijelo, razmotrite praznine i rupe zaštitnog tijela te analizirajte i obradite prema matematičkom modelu polja curenja.
3. Devet glavnih mjera za suzbijanje elektromagnetskih pomaka prekidačkog napajanja
U prekidačkom napajanju, nagle promjene napona i struje, točnije visoki dv/dt i di/dt, glavni su uzroci EMI. Tehničke mjere EMC dizajna za realizaciju prekidačkog napajanja uglavnom se temelje na sljedeće dvije točke:
(1) Minimizirajte izvor smetnji koje stvara sam izvor napajanja, koristite metodu suzbijanja smetnji ili generirajte komponente i sklopove s manje smetnji i napravite razuman raspored;
(2) Suzbiti EMI napajanja i poboljšati EMS napajanja kroz uzemljenje, filtriranje, zaštitu i druge tehnologije.
Zasebno govoreći, devet glavnih mjera su:
(1) Smanjite dv/dt i di/dt (smanjite njegovu vršnu vrijednost, usporite njegov nagib)
(2) Razumna primjena varistora za smanjenje udarnog napona
(3) Prigušna mreža suzbija prekoračenje
(4) Diode s karakteristikama mekog oporavka koriste se za smanjenje visokofrekventnih EMI
(5) Aktivna korekcija faktora snage i druge tehnike harmonijske korekcije
(6) Koristite razumno dizajnirani filtar dalekovoda
(7) Razumni tretman uzemljenja
(8) Učinkovite mjere zaštite
(9) Razuman PCB dizajn
4. Kontrola induktiviteta rasipanja visokofrekventnog transformatora
Induktivitet rasipanja visokofrekventnog transformatora jedan je od važnih razloga za vršni napon isključivanja cijevi sklopke snage. Stoga, kontrola induktiviteta curenja postaje primarni problem za rješavanje EMI-ja uzrokovanog visokofrekventnim transformatorom.
Postoje dvije ulazne točke za smanjenje induktiviteta rasipanja visokofrekventnih transformatora: električni dizajn i dizajn procesa!
(1) Odaberite odgovarajuću magnetsku jezgru kako biste smanjili induktivitet curenja. Induktivitet rasipanja proporcionalan je kvadratu broja zavoja na primarnoj strani, smanjenjem broja zavoja značajno će se smanjiti induktivitet rasipanja.
(2) Smanjite izolacijski sloj između namota. Sada postoji izolacijski sloj nazvan "zlatni film" debljine 20-100um i impulsnog probojnog napona od nekoliko tisuća volti.
(3) Povećajte vezu između namota i smanjite induktivitet propuštanja.
5. Oklopi visokofrekventnih transformatora
Kako bi se spriječilo ometanje magnetskog polja curenja visokofrekventnog transformatora s okolnim krugovima, može se koristiti zaštitna traka za zaštitu curenja magnetskog polja visokofrekventnog transformatora. Zaštitna traka općenito je izrađena od bakrene folije, omotana oko vanjske strane transformatora i uzemljena. Zaštitna traka je prsten kratkog spoja u odnosu na polje curenja, čime se suzbija curenje polja curenja u većem rasponu.
Kod visokofrekventnih transformatora doći će do relativnog pomaka između magnetskih jezgri i između namota, što će uzrokovati buku (zavijanje, vibracije) u radu visokofrekventnog transformatora. Kako bi se spriječio ovaj šum, transformator treba očvrsnuti:
(1) Upotrijebite epoksidnu smolu za spajanje tri kontaktne površine magnetske jezgre (kao što je EE, EI magnetska jezgra) kako biste spriječili stvaranje relativnog pomaka;
(2) Koristite ljepilo "staklene perle" (staklene perle) za spajanje magnetske jezgre, učinak je bolji.
