+86-18822802390

Analyse af EMI-støjgenerering, undertrykkelse og filtrering af skiftende strømforsyning

Oct 14, 2022

1 EMI støjstrøm

Der er mange kredsløbstopologier for skiftende strømforsyning, som kan opdeles i fuldbro, halvbro, push-pull, single-ended forward, single-ended flyback og andre tilstande i henhold til kombinationen af ​​strømafbryderrør og high- frekvens transformer. I det mellemstore og lille strømskiftende strømforsyningsmodul er de mere anvendte kredsløbstopologier push-pull, single-ended forward, single-ended flyback og så videre. Blokdiagrammet for et typisk enkelt-endet fremadkoblende strømforsyningskredsløb er vist i figur 1. Det består af et strømafbryderrør Q1, en højfrekvenstransformer T, en ensretterdiode Dl, en friløbsdiode D2, en udgangsfilterinduktor L, og en udgangsfilterkondensator C. Under arbejdet kan PWM-styreenheden sende et pulssignal med variabel pulsbredde for at drive omskifterrøret Q1. Når omskifterrøret Q1 er tændt, overføres DC-energien ved indgangsenden til sekundæren gennem højfrekvenstransformeren. Når afbryderrøret Q1 er slukket, højfrekvent transformer til magnetisk nulstilling. Den højfrekvente impuls, der transmitteres gennem højfrekvente transformatoren, ensrettes til en enkelt-retnings pulserende DC af ensretterdioden. Efter at denne pulserende DC er filtreret af udgangsfilterspolen og filterkondensatoren, kan den nødvendige DC-spænding sendes.

Under højfrekvensomskifterprocessen for strømafbrydertransistoren Q1 vil pulserne, der strømmer gennem strømafbrydertransistoren og højfrekvenstransformatoren, generere komplicerede harmoniske spændinger og harmoniske strømme. Den støj, der genereres af disse harmoniske spændinger og harmoniske strømme, kan overføres til den offentlige strømforsyningsterminal gennem strømindgangsledningen eller til belastningen gennem udgangsledningen på koblingsstrømforsyningen og derved forårsage interferens til andre systemer eller følsomme komponenter. Støjspektret af disse støj ført på elledningen er vist i figur 2. Det kan ses af figuren, at i frekvensbåndet på flere hundrede kHz til 50 MHz, det vil sige frekvensbåndet af de grundlæggende og flere harmoniske af koblingsfrekvensen Inden for området overstiger amplituden af ​​interferensstøjen langt området specificeret af GJBl51A, hvilket vil få de elektromagnetiske kompatibilitetsindikatorer såsom systemledningsstøj til at overskride standarden.

2. Common mode interferensstrøm


Hele kredsløbskomponenterne i det overflademonterede skiftestrømforsyningsmodul med metalpakkestruktur er alle samlet på underlaget. Aktive enheder såsom PWM-kontrolchips, strømafbryderrør og ensretterdioder er alle overflademonterede pakkekomponenter. Spændingen og strømmen af ​​input og output sendes ud af ledningerne.

Rørskallens bundplade er bæreren af ​​aluminiumoxidsubstratet. Forsiden af ​​aluminiumoxidsubstratet er ledningsområdet og monteringsområdet for komponenterne. Metalbundplader er fastgjort. Den dielektriske konstant for aluminiumoxidsubstratet er 8, og tykkelsen er sædvanligvis i området 0,5 til 1,0 mm. I samlingsområdet på forsiden af ​​aluminiumoxidsubstratet er overflademonteringskomponenter (såsom PWM-kontrolchips, op-forstærkere, referencekilder, MOSFET-switche, ensretterdioder) forbundet til ledninger gennem loddemidler (såsom ledende lim, reflow-lodning, osv.) puder i området er forbundet. Selvom denne forbindelsesmetode udgør en kredsløbsløkke, bringer den også en ny parasitisk kapacitans Cp til kredsløbet.

I den primære sløjfe vil strømafbryderchippen, PWM-kontrolchippen, operationsforstærkerchippen, sporene af de positive og negative indgangslinjer på strømforsyningen osv. generere parasitisk kapacitans Cp mellem skallens bundplade og kapaciteten af parasitisk kapacitans afhænger af tykkelsen af ​​underlaget. og det område, de optager på gulvet. På denne måde dannes der i kredsløbet fordelte kapacitanser Cpl, Cp2, ..., Cp6 osv. mellem disse komponenter og deres spor og husets bundplade. Disse fordelte kapacitanser vil forårsage støjstrømme under den kombinerede indflydelse af dV/dt, dI/dt og ensretterdiodens omvendte genvindingsstrøm. Disse støjstrømme er ens i størrelse og fase mellem det positive og det negative af input-strømledningen og mellem det positive og negative af output-belastningslinjen, og kaldes common-mode støjstrømme. Størrelsen af ​​common mode støjstrømmen er relateret til størrelsen af ​​den distribuerede kapacitans, dV/dt, dI/dt osv.

3. Primær differential mode interferensstrøm


Den primære differentialtilstandsinterferensstrøm, i den primære sløjfe, strømkoblingsrøret Q1, højfrekvenstransformatorens primærvikling Lp og indgangsfilterkondensatoren Ci udgør indgangs-DC-konverteringskredsløbet for koblingsstrømforsyningen. DC-energien overføres til sekundæren gennem højfrekvenstransformeren. Men når strømafbryderen Q1 skifter, vil grundbølgen og harmoniske forårsaget af stigningen og faldet af højfrekvensimpulsen blive transmitteret til indgangsstrømforsyningsterminalen langs indgangsfilterkondensatoren Ci, og denne støjstrøm forplanter sig langs den positive og negative terminaler på indgangsstrømforsyningsledningen. Det kaldes den primære differentielle tilstandsinterferensstrøm IDIFF. Denne interferensstrøm IDIFF i differentialtilstand strømmer til den fælles strømforsyningsterminal gennem indgangsstrømforsyningsledningen, især når indgangsfilterkondensatoren Ci er utilstrækkeligt filtreret, er interferensen til indgangsstrømforsyningsledningen stor, og den vil også interferere med andre dele af systemet gennem den fælles strømforsyningsterminal. Således reduceres ydeevneindikatorerne for andre dele.


Switchable DC Power Supply

Send forespørgsel