Diseño antiinterferencias de fuente de alimentación conmutada
El diseño EMC de la fuente de alimentación conmutada debe considerar los siguientes aspectos:
1) filtro
2) Transformador de alta frecuencia
3) Tecnología de conmutación suave 4) Supresión activa de la interferencia de modo común
5) Diseño EMC del cableado de la placa de circuito impreso
Medidas de diseño 3EMC
3.1 filtro
El filtrado es un método para suprimir las perturbaciones conducidas. Por ejemplo, conectar un filtro en el extremo de entrada de la fuente de alimentación puede evitar que el ruido de la red eléctrica invada la propia fuente de alimentación y también puede suprimir la interferencia generada por la fuente de alimentación conmutada y realimentada a la red eléctrica. Como unidad importante para suprimir la interferencia de conducción de la línea eléctrica, el filtro de potencia juega un papel extremadamente importante en el diseño de compatibilidad electromagnética del equipo o sistema. No solo puede suprimir la interferencia de conducción en la línea de transmisión, sino que también tiene un efecto de supresión significativo en la emisión radiada en la línea de transmisión. En el circuito de filtro, la selección de condensadores de paso, condensadores de tres terminales y anillos magnéticos de ferrita puede mejorar las características de filtro del circuito. El diseño apropiado o la selección de filtros apropiados y la correcta instalación de los filtros son componentes importantes de la tecnología antiinterferencias. Las medidas específicas son las siguientes: 1) Instale un filtro de alimentación en el terminal de entrada de CA, y su circuito se muestra en la Figura 1. En la figura, Ld y Cd se utilizan para suprimir el ruido de modo diferencial. Generalmente, Ld es 100-700 μH y Cd es 1-10 μF. Lc y Cc se utilizan para suprimir el ruido de modo común y se pueden ajustar según las condiciones reales.
Todos los filtros de la fuente de alimentación deben estar conectados a tierra (excepto aquellos que no pueden conectarse a tierra de acuerdo con las instrucciones especiales del fabricante), ya que el capacitor de derivación de modo común del filtro debe estar conectado a tierra para funcionar. El método general de conexión a tierra no es solo conectar el filtro a la carcasa de metal, sino también conectar la carcasa del filtro con cables más gruesos.
Conectar al punto de tierra del equipo. Cuanto menor sea la impedancia de tierra, mejor será el efecto de filtrado.
El filtro debe instalarse lo más cerca posible de la entrada de energía. Los extremos de entrada y salida del filtro deben estar lo más alejados posible para evitar que las señales de interferencia se acoplen directamente desde el extremo de entrada al extremo de salida.
2) Agregue un filtro de salida a la salida de la fuente de alimentación. Agregar capacitores de alta frecuencia, aumentar la inductancia del inductor del filtro de salida y la capacidad del capacitor del filtro puede suprimir el ruido de modo diferencial. Si se conectan varios condensadores en paralelo, el efecto será mejor. 3.2 Transformador de alta frecuencia
Instale una red de absorción RC en el lado primario, lado secundario del transformador de alta frecuencia, entre los polos C y E del tubo del interruptor y en el diodo rectificador de salida.
3.3 Tecnología de conmutación suave
La aplicación de la tecnología de conmutación suave ayuda a reducir la interferencia electromagnética, porque el MOSFET de potencia y el IGBT se encienden a cero voltaje y se apagan a cero corriente, y el diodo de recuperación rápida también se apaga suavemente, lo que puede reducir el consumo de energía en el poder circuito. El di/dt y dv/dt del dispositivo de alimentación puede reducir el nivel de EMI. Los experimentos demuestran que la tecnología de conmutación suave solo tiene un cierto efecto en la supresión de los armónicos de alto orden de la ondulación.
3.4 Tecnología de supresión activa de interferencia de modo común
La tecnología de supresión activa de interferencias de modo común es un método para tomar medidas de las fuentes de ruido para suprimir las interferencias de modo común. La idea de este método es tratar de extraer un voltaje de ruido EMI compensatorio del circuito principal que sea completamente opuesto a la forma de onda del voltaje de conmutación principal que causa EMI, y usarlo para equilibrar la influencia del voltaje de conmutación original.
3.5 placa de circuito impreso
La práctica ha demostrado que la disposición de los componentes y el diseño del cableado de la placa impresa tienen una gran influencia en el rendimiento de EMC de la fuente de alimentación conmutada. También hay barras colectoras de energía de alto voltaje, así como algunos interruptores de energía de alta frecuencia y componentes magnéticos. Cómo organizar razonablemente la posición de los componentes en el espacio limitado de la placa impresa afectará directamente el rendimiento antiinterferencias de cada componente en el circuito. y confiabilidad del circuito.
3.5.1 Influencia de la impedancia del cable
Al analizar la impedancia característica del cable impreso, se seleccionan el método de colocación, la longitud, el ancho y el método de disposición del cable impreso.
La impedancia característica de un solo cable consiste en la resistencia de CC R y la autoinducción L
Z=R más jωL(1) L=2lln(2)
En la fórmula: l - la longitud del cable;
b - ancho del cable.
Obviamente, cuanto más corta sea la línea impresa l, menor será la resistencia DC R; al mismo tiempo, aumentar el ancho y el grosor de la línea impresa también puede reducir la resistencia de CC R.
Se puede ver en la fórmula (2) que cuanto más corta es la longitud l de la línea impresa, menor es la autoinducción L, y aumentar el ancho b de la línea impresa también puede reducir la autoinducción L. La impedancia característica de Las líneas impresas múltiples no solo se componen de resistencia de CC R y autoinducción L, sino que también tienen la influencia de la inductancia mutua M, y la inductancia mutua M no solo se ve afectada por la longitud y el ancho de las líneas impresas, sino también la distancia entre líneas impresas. Juega un papel importante. M=2l(3)
En la fórmula: s——la distancia entre las dos líneas, aumentar la distancia entre las dos líneas puede reducir la inductancia mutua.
En vista del fenómeno anterior, al diseñar la placa de circuito impreso, la impedancia de la línea de alimentación y la línea de tierra debe reducirse tanto como sea posible, porque la línea de alimentación, la línea de tierra y otras líneas impresas tienen inductancia, cuando la fuente de alimentación la corriente cambia mucho, producirá una gran caída de voltaje grande, y la caída de voltaje del cable a tierra es un factor importante en la formación de interferencia de impedancia pública, por lo que el cable a tierra debe acortarse tanto como sea posible, y el cable de alimentación y el cable de tierra debe ser lo más grueso posible.
En el diseño de placas impresas de doble cara, además de engrosar la línea de alimentación y la línea de tierra tanto como sea posible, se debe instalar un condensador de desacoplamiento con buenas características de alta frecuencia entre la línea de tierra y la línea de alimentación. Además, no ejecute dos líneas de señal impresas en paralelo. Si no se puede evitar el cableado en paralelo, se puede remediar mediante los siguientes métodos: 1) Agregue un cable a tierra entre las dos líneas de señal para blindaje;
2) Mantenga la distancia entre las dos líneas de señal paralelas tanto como sea posible para reducir la influencia del campo electromagnético entre las dos líneas;
3) La dirección de la corriente que fluye a través de las dos líneas de señal paralelas es opuesta. (El propósito es reducir el flujo magnético inducido)
3.5.2 Disposición de los componentes
Al diseñar una placa de circuito impreso, suele ser difícil evitar la fuente de interferencia y la víctima debido a la limitación de las condiciones de trabajo. En este momento, trate de juntar los componentes interrelacionados para evitar interferencias causadas por líneas impresas demasiado largas debido a que los componentes están demasiado lejos; además, coloque la señal de entrada y la señal de salida lo más cerca posible del puerto del cable. , para evitar interferencias debidas a vías de acoplamiento.
4 medidas estructurales
El blindaje es un medio importante y efectivo para resolver problemas de compatibilidad electromagnética.
