1 corriente de ruido EMI
Hay muchas topologías de circuitos de fuente de alimentación conmutada, que se pueden dividir en puente completo, medio puente, push-pull, avance de un solo extremo, flyback de un solo extremo y otros modos de acuerdo con la combinación del tubo del interruptor de alimentación y alta. transformador de frecuencia En el módulo de fuente de alimentación de conmutación de potencia mediana y pequeña, las topologías de circuito más utilizadas son push-pull, avance de un solo extremo, flyback de un solo extremo, etc. En la figura 1 se muestra el diagrama de bloques de un circuito típico de fuente de alimentación de conmutación directa de un solo extremo. Consta de un tubo interruptor de alimentación Q1, un transformador de alta frecuencia T, un diodo rectificador Dl, un diodo de marcha libre D2, un inductor de filtro de salida L, y un condensador de filtro de salida C. Cuando funciona, la unidad de control PWM puede enviar una señal de pulso con ancho de pulso variable para impulsar el tubo interruptor Q1. Cuando se enciende el tubo interruptor Q1, la energía de CC en el extremo de entrada se transmite al secundario a través del transformador de alta frecuencia. Cuando el tubo interruptor Q1 está apagado, transformador de alta frecuencia para reinicio magnético. El pulso de alta frecuencia transmitido a través del transformador de alta frecuencia se rectifica en una CC pulsante de una sola dirección mediante el diodo rectificador. Después de que esta CC pulsante sea filtrada por el inductor de filtro de salida y el condensador de filtro, se puede enviar el voltaje de CC requerido.
Durante el proceso de conmutación de alta frecuencia del transistor interruptor de potencia Q1, los pulsos que fluyen a través del transistor interruptor de potencia y el transformador de alta frecuencia generarán voltajes armónicos complicados y corrientes armónicas. El ruido generado por estos voltajes armónicos y corrientes armónicas puede transmitirse al terminal de la fuente de alimentación pública a través de la línea de entrada de energía, o a la carga a través de la línea de salida de la fuente de alimentación conmutada, provocando así interferencias a otros sistemas o componentes sensibles. El espectro de ruido de estos ruidos conducidos en la línea eléctrica se muestra en la Figura 2. Se puede ver en la figura que en la banda de frecuencia de varios cientos de kHz a 50 MHz, es decir, la banda de frecuencia de la fundamental y varios armónicos de la frecuencia de conmutación Dentro del rango, la amplitud del ruido de interferencia supera con creces el rango especificado por GJBl51A, lo que hará que los indicadores de compatibilidad electromagnética, como el ruido de conducción del sistema, excedan el estándar.
2. Corriente de interferencia de modo común
Todos los componentes del circuito del módulo de fuente de alimentación conmutada de montaje en superficie con estructura de paquete de metal están ensamblados en el sustrato. Los dispositivos activos, como los chips de control PWM, los tubos interruptores de alimentación y los diodos rectificadores, son todos componentes del paquete montados en la superficie. El voltaje y la corriente de entrada y salida son enviados por los cables.
La placa inferior de la carcasa del tubo es el portador del sustrato de alúmina. El lado frontal del sustrato de alúmina es el área de cableado y el área de ensamblaje de los componentes. Se adjuntan placas base de metal. La constante dieléctrica del sustrato de alúmina es 8 y el espesor suele estar en el rango de 0,5 a 1,0 mm. En el área de ensamblaje en el lado frontal del sustrato de alúmina, los componentes de montaje en superficie (como chips de control PWM, amplificadores operacionales, fuentes de referencia, interruptores MOSFET, diodos rectificadores) se conectan al cableado a través de soldadura (como pegamento conductor, soldadura por reflujo, etc.) las almohadillas en el área están conectadas. Aunque este método de conexión constituye un bucle de circuito, también aporta una nueva capacitancia parásita Cp al circuito.
En el bucle primario, el chip del interruptor de alimentación, el chip de control PWM, el chip del amplificador operacional, las líneas de entrada positivas y negativas de la fuente de alimentación, etc. generarán una capacitancia parásita Cp entre la placa inferior de la carcasa y la capacidad del la capacitancia parásita depende del espesor del sustrato. y el área que ocupan en el piso. De esta forma, en el circuito se forman capacidades distribuidas Cp1, Cp2, ..., Cp6, etc. entre estos componentes y sus trazas y la placa inferior de la carcasa. Estas capacidades distribuidas provocarán corrientes de ruido bajo la influencia combinada de dV/dt, dI/dt y la corriente de recuperación inversa del diodo rectificador. Estas corrientes de ruido son iguales en magnitud y fase entre el positivo y el negativo de la línea de alimentación de entrada y entre el positivo y el negativo de la línea de carga de salida, y se denominan corrientes de ruido de modo común. El tamaño de la corriente de ruido de modo común está relacionado con el tamaño de la capacitancia distribuida, dV/dt, dI/dt, etc.
3. Corriente de interferencia de modo diferencial primario
La corriente de interferencia de modo diferencial primario, en el bucle primario, el tubo de conmutación de potencia Q1, el devanado primario del transformador de alta frecuencia Lp y el condensador de filtro de entrada Ci constituyen el circuito de conversión de CC de entrada de la fuente de alimentación de conmutación. La energía de CC se transfiere al secundario a través del transformador de alta frecuencia. Sin embargo, cuando el interruptor de encendido Q1 cambia, la onda fundamental y los armónicos causados por el aumento y la caída del pulso de alta frecuencia se transmitirán al terminal de la fuente de alimentación de entrada a lo largo del capacitor de filtro de entrada Ci, y esta corriente de ruido se propaga a lo largo del positivo. y terminales negativos de la línea de alimentación de entrada. Se denomina corriente de interferencia de modo diferencial primario IDIFF. Esta corriente de interferencia de modo diferencial IDIFF fluye al terminal de fuente de alimentación común a través de la línea de fuente de alimentación de entrada, especialmente cuando el condensador del filtro de entrada Ci no está suficientemente filtrado, la interferencia a la línea de fuente de alimentación de entrada es grande y también interferirá con otras partes del sistema a través del terminal de alimentación común. Por lo tanto, se reducen los indicadores de rendimiento de otras partes.
