EMC βελτιστοποιημένο σχέδιο σχεδίασης για εναλλαγή PCB τροφοδοσίας
Η διαδρομή παρεμβολής του θορύβου μετατροπέα τύπου διακόπτη παρέχει συνθήκες σύζευξης για την πηγή παρεμβολής και τον εξοπλισμό παρεμβολής και η έρευνα σχετικά με την παρεμβολή κοινής λειτουργίας και την παρεμβολή διαφορικού τρόπου λειτουργίας είναι ιδιαίτερα σημαντική. Αναλύθηκαν κυρίως τα μοντέλα υψηλών συχνοτήτων των κύριων εξαρτημάτων του κυκλώματος, καθώς και τα μοντέλα κυκλώματος κοινής λειτουργίας και θορύβου διαφορικής λειτουργίας, παρέχοντας ευεργετική βοήθεια για τη σχεδίαση βελτιστοποίησης EMC των PCB τροφοδοτικών διακόπτη.
Η παρεμβολή κοινού τρόπου λειτουργίας και η παρεμβολή διαφορικού τρόπου λειτουργίας των τροφοδοτικών μεταγωγής έχουν διαφορετικά αποτελέσματα στο κύκλωμα. Συνήθως, ο θόρυβος διαφορικού τρόπου λειτουργίας κυριαρχεί στις χαμηλές συχνότητες και ο θόρυβος κοινής λειτουργίας κυριαρχεί στις υψηλές συχνότητες. Επιπλέον, η επίδραση ακτινοβολίας του ρεύματος κοινής λειτουργίας είναι συνήθως πολύ μεγαλύτερη από αυτή του ρεύματος διαφορικού τρόπου λειτουργίας. Επομένως, είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση μεταξύ παρεμβολής διαφορικού τρόπου λειτουργίας και παρεμβολής κοινού τρόπου λειτουργίας στα τροφοδοτικά.
Για να γίνει διάκριση μεταξύ παρεμβολής διαφορικού τρόπου λειτουργίας και παρεμβολής κοινού τρόπου λειτουργίας, πρέπει πρώτα να μελετήσουμε τη βασική λειτουργία σύζευξης του τροφοδοτικού μεταγωγής. Με βάση αυτό, μπορούμε να δημιουργήσουμε διαδρομές κυκλώματος για ρεύμα θορύβου διαφορικής λειτουργίας και ρεύμα θορύβου κοινής λειτουργίας. Η σύζευξη αγωγιμότητας του τροφοδοτικού μεταγωγής περιλαμβάνει κυρίως:
Αγώγιμη σύζευξη με βάση το κύκλωμα, χωρητική σύζευξη, επαγωγική σύζευξη και συνδυασμός αυτών των μεθόδων ζεύξης.
1 Μοντέλα διαδρομής θορύβου κοινής λειτουργίας και διαφορικής λειτουργίας
Στα τροφοδοτικά μεταγωγής, σχηματίζονται διαδρομές θορύβου κοινής λειτουργίας και διαφορικής λειτουργίας λόγω της χωρητικότητας σύζευξης CW μεταξύ των πρωτευουσών και δευτερευουσών περιελίξεων των μετασχηματιστών υψηλής συχνότητας, της αδέσποτης χωρητικότητας CK μεταξύ σωλήνων ισχύος και ψυκτών, των παρασιτικών παραμέτρων των σωλήνων ισχύος οι ίδιοι, και η αμοιβαία επαγωγή, αυτοεπαγωγή, αμοιβαία χωρητικότητα, αυτοχωρητικότητα, σύνθετη αντίσταση και άλλες παρασιτικές παράμετροι που σχηματίζονται από την αμοιβαία σύζευξη μεταξύ τυπωμένων καλωδίων, με αποτέλεσμα παρεμβολές αγώγιμης κοινής λειτουργίας και διαφορικής λειτουργίας. Με βάση την ανάλυση των μοντέλων παρασιτικών παραμέτρων αντίστασης, επαγωγής και χωρητικότητας των συσκευών μεταγωγής ισχύος, των μετασχηματιστών και των τυπωμένων καλωδίων, μπορεί να ληφθεί ένα μοντέλο διαδρομής ρεύματος θορύβου του μετατροπέα.
Μοντέλα υψηλής συχνότητας των κύριων εξαρτημάτων του κυκλώματος 2
Η εσωτερική παρασιτική επαγωγή και η χωρητικότητα του διακόπτη ισχύος επηρεάζουν την απόδοση του κυκλώματος υψηλής συχνότητας. Αυτοί οι πυκνωτές προκαλούν τη ροή ρεύματος διαρροής παρεμβολής υψηλής συχνότητας στο μεταλλικό υπόστρωμα και υπάρχει ένας αδέσποτος πυκνωτής CK μεταξύ του διακόπτη ισχύος και της ψύκτρας. Για λόγους ασφαλείας, η ψύκτρα είναι συνήθως γειωμένη, παρέχοντας μια κοινή διαδρομή θορύβου.
Κατά τη λειτουργία των μετατροπέων PWM, παράγεται επίσης θόρυβος κοινής λειτουργίας μαζί με τη λειτουργία των συσκευών μεταγωγής. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, για έναν μετατροπέα μισής γέφυρας, η τάση διαρροής του διακόπτη Q1 είναι πάντα U1 και το δυναμικό πηγής ποικίλλει μεταξύ 0 και U1/2 με την αλλαγή της κατάστασης του διακόπτη. Το δυναμικό πηγής του Q2 είναι πάντα 0 και το δυναμικό αποστράγγισης ποικίλλει μεταξύ 0 και U1/2. Προκειμένου να διατηρείται καλή επαφή μεταξύ του σωλήνα διακόπτη και του ψυγείου, συχνά προστίθενται μονωτικά παρεμβύσματα ή σιλικόνη με καλή θερμική αγωγιμότητα μεταξύ του πυθμένα του σωλήνα διακόπτη και του ψυγείου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την παρουσία ενός πυκνωτή παράλληλης σύζευξης CK μεταξύ του σημείου Α και της γείωσης. Όταν η κατάσταση των σωλήνων διακόπτη Q1 και Q2 αλλάξει, προκαλώντας αλλαγή στο δυναμικό του σημείου Α, θα δημιουργηθεί ρεύμα θορύβου Ik στο CK, όπως φαίνεται στο σχήμα 2. Το ρεύμα ρέει από την ψύκτρα στο περίβλημα, το οποίο έχει σύνθετη αντίσταση σύζευξης με την κύρια γραμμή ισχύος, σχηματίζοντας μια διαδρομή θορύβου κοινής λειτουργίας όπως φαίνεται από τη διακεκομμένη γραμμή στο σχήμα 2. Επομένως, το ρεύμα θορύβου κοινής λειτουργίας δημιουργεί πτώση τάσης στην σύνθετη αντίσταση ζεύξης Ζ μεταξύ του εδάφους και της κύριας γραμμής ισχύος, σχηματίζοντας θόρυβος κοινής λειτουργίας.
