Skiftende strømforsyning EMI design erfaring
1. EMI-kilde til skiftende strømforsyning
EMI-interferenskilderne for skiftestrømforsyningen afspejles hovedsageligt i strømafbryderrøret, ensretterdioden, højfrekvenstransformatoren osv. Interferensen fra det eksterne miljø på skiftestrømforsyningen kommer hovedsageligt fra strømnettets jitter, lynnedslag strejker og ekstern stråling.
(1) Strømafbryderrør
Strømafbryderrøret fungerer i tilstanden On-Off hurtig cyklusskift, og dv/dt og di/dt ændrer sig hurtigt. Derfor er strømafbryderrøret ikke kun hovedinterferenskilden til elektrisk feltkobling, men også hovedinterferenskilden til magnetfeltkobling.
(2) Højfrekvent transformer
EMI-kilden til højfrekvenstransformatoren er koncentreret i di/dt-hurtigcyklustransformationen svarende til lækageinduktansen, så højfrekvenstransformatoren er en vigtig interferenskilde til magnetfeltkobling.
(3) Ensretterdiode
EMI-kilden for ensretterdioden afspejles hovedsageligt i de omvendte gendannelseskarakteristika. Det diskontinuerlige punkt for den omvendte genvindingsstrøm vil generere høj dv/dt i induktansen (ledningsinduktans, stray induktans osv.), hvilket resulterer i stærk elektromagnetisk interferens.
(4) PCB
For at være præcis er PCB'en koblingskanalen for de ovennævnte interferenskilder, og kvaliteten af PCB'et svarer direkte til undertrykkelsen af de ovennævnte EMI-kilder.
2. EMI-transmissionskanalklassificering af skiftende strømforsyning
(1) Transmissionskanal for ført interferens
(1) Kapacitiv kobling
(2) Induktiv kobling
(3) Resistiv kobling
en. Resistiv ledningskobling genereret af den interne modstand i den offentlige strømforsyning
b. Resistiv ledningskobling genereret af fælles jordimpedans
c. Resistiv ledningskobling genereret af fælles ledningsimpedans
(2) Transmissionskanal for strålingsinterferens
(1) I koblingsstrømforsyningen kan de komponenter og ledninger, der kan udgøre strålingsinterferenskilden, antages som antenner, således at den elektriske dipol og den magnetiske dipolteori kan anvendes til analyse; dioder, kondensatorer og strømafbryderrør kan antages som elektriske dipoler, induktansspoler kan antages at være magnetiske dipoler;
(2) Når der ikke er noget skjold, er transmissionskanalen for elektromagnetiske bølger genereret af elektriske dipoler og magnetiske dipoler luft (som kan antages at være ledigt rum);
(3) Når der er et afskærmningslegeme, skal du overveje hullerne og hullerne i afskærmningslegemet og analysere og behandle i henhold til den matematiske model af lækagefeltet.
3. Ni vigtige foranstaltninger til EMI-undertrykkelse af skiftende strømforsyning
I en skiftende strømforsyning er pludselige ændringer i spænding og strøm, nemlig høj dv/dt og di/dt, hovedårsagerne til EMI. De tekniske foranstaltninger til EMC-design til at realisere koblingsstrømforsyningen er hovedsageligt baseret på følgende to punkter:
(1) Minimer kilden til interferens, der genereres af selve strømforsyningen, brug metoden til at undertrykke interferens eller generer komponenter og kredsløb med mindre interferens, og lav et rimeligt layout;
(2) Undertrykke strømforsyningens EMI og forbedre strømforsyningens EMS gennem jording, filtrering, afskærmning og andre teknologier.
Separat set er de ni store tiltag:
(1) Reducer dv/dt og di/dt (reducer dens spidsværdi, sænk hældningen)
(2) Rimelig anvendelse af varistorer for at reducere overspænding
(3) Dæmpning af netværk undertrykker overskridelse
(4) Dioder med bløde gendannelsesegenskaber bruges til at reducere højfrekvent EMI
(5) Aktiv effektfaktorkorrektion og andre harmoniske korrektionsteknikker
(6) Brug et rimeligt designet strømledningsfilter
(7) Rimelig jordingsbehandling
(8) Effektive afskærmningsforanstaltninger
(9) Rimeligt PCB-design
4. Kontrol af lækageinduktans af højfrekvent transformator
Lækageinduktansen af højfrekvenstransformatoren er en af de vigtige årsager til sluk-spidsspændingen af strømafbryderrøret. Derfor bliver styring af lækageinduktansen det primære problem for at løse EMI forårsaget af højfrekvenstransformeren.
Der er to indgangspunkter til reduktion af lækinduktansen af højfrekvente transformere: elektrisk design og procesdesign!
(1) Vælg en passende magnetisk kerne for at reducere lækagens induktans. Lækageinduktansen er proportional med kvadratet af antallet af vindinger på primærsiden, reduktion af antallet af vindinger vil reducere lækinduktansen markant.
(2) Reducer isoleringslaget mellem viklingerne. Nu er der et isolerende lag kaldet "guldfilm" med en tykkelse på 20-100um og en pulsnedbrudsspænding på flere tusinde volt.
(3) Øg koblingen mellem viklingerne og reducer lækageinduktansen.
5. Afskærmning af højfrekvente transformere
For at forhindre højfrekvenstransformatorens lækmagnetiske felt i at forstyrre de omgivende kredsløb, kan et afskærmningsbånd bruges til at afskærme højfrekvenstransformatorens magnetfeltlækage. Afskærmningstapen er generelt lavet af kobberfolie, viklet rundt om transformatorens yderside og jordet. Afskærmningstapen er en kortslutningsring i forhold til lækagefeltet, hvorved lækagefeltet undertrykkes i et større område.
For højfrekvente transformatorer vil der forekomme relativ forskydning mellem magnetkernerne og mellem viklingerne, hvilket vil forårsage støj (hyl, vibration) i driften af højfrekvenstransformatoren. For at forhindre denne støj skal transformeren hærdes:
(1) Brug epoxyharpiks til at binde de tre kontaktflader af den magnetiske kerne (såsom EE, EI magnetisk kerne) for at undertrykke genereringen af relativ forskydning;
(2) Brug "glasperler" (Glasperler) lim til at binde den magnetiske kerne, effekten er bedre.
