Desain Anti-interferensi Switching Power Supply
Desain EMC untuk switching power supply harus mempertimbangkan aspek-aspek berikut:
1) menyaring
2) Trafo frekuensi tinggi
3) Teknologi soft switching 4) Penindasan aktif terhadap interferensi mode umum
5) Desain EMC kabel papan sirkuit tercetak
Ukuran Desain 3EMC
3.1 penyaring
Penyaringan adalah metode untuk menekan gangguan yang dilakukan. Misalnya, menyambungkan filter pada ujung input catu daya dapat menekan kebisingan dari jaringan listrik agar tidak menyerang catu daya itu sendiri, dan juga dapat menekan interferensi yang dihasilkan oleh catu daya switching dan diumpankan kembali ke jaringan listrik. Sebagai unit penting untuk menekan gangguan konduksi pada saluran listrik, filter daya memainkan peran yang sangat penting dalam desain kompatibilitas elektromagnetik peralatan atau sistem. Itu tidak hanya dapat menekan gangguan konduksi pada saluran transmisi, tetapi juga memiliki efek penekanan yang signifikan pada emisi yang dipancarkan pada saluran transmisi. Dalam rangkaian filter, pemilihan kapasitor feedthrough, kapasitor tiga terminal, dan cincin magnet ferit dapat meningkatkan karakteristik filter rangkaian. Desain yang tepat atau pemilihan filter yang tepat dan pemasangan filter yang benar merupakan komponen penting dari teknologi anti-interferensi. Langkah-langkah spesifiknya adalah sebagai berikut: 1) Pasang filter daya pada terminal input AC, dan rangkaiannya ditunjukkan pada Gambar 1. Pada gambar, Ld dan Cd digunakan untuk menekan noise mode diferensial. Umumnya, Ld adalah 100-700 μH, dan Cd adalah 1-10 μF. Lc dan Cc digunakan untuk menekan noise mode umum dan dapat disesuaikan dengan kondisi sebenarnya.
Semua filter catu daya harus di-ground (kecuali yang tidak boleh di-ground sesuai dengan instruksi khusus pabrikan), karena kapasitor bypass mode umum dari filter harus di-ground agar berfungsi. Metode pentanahan umum tidak hanya menghubungkan filter ke selubung logam, tetapi juga menghubungkan selubung filter dengan kabel yang lebih tebal.
Hubungkan ke titik ground peralatan. Semakin rendah impedansi tanah, semakin baik efek penyaringan.
Filter harus dipasang sedekat mungkin dengan saluran masuk daya. Ujung input dan output filter harus berada sejauh mungkin untuk menghindari sinyal interferensi dari penggandengan langsung dari ujung input ke ujung output.
2) Tambahkan filter keluaran pada keluaran catu daya. Menambahkan kapasitor frekuensi tinggi, meningkatkan induktansi induktor filter keluaran dan kapasitas kapasitor filter dapat menekan kebisingan mode diferensial. Jika beberapa kapasitor dihubungkan secara paralel, efeknya akan lebih baik. 3.2 Transformator frekuensi tinggi
Pasang jaringan penyerapan RC di sisi primer, sisi sekunder transformator frekuensi tinggi, antara kutub C dan E dari tabung sakelar, dan pada dioda penyearah keluaran.
3.3 Teknologi soft switching
Penerapan teknologi soft switching membantu mengurangi interferensi elektromagnetik, karena MOSFET daya dan IGBT dihidupkan pada tegangan nol dan dimatikan pada arus nol, dan dioda pemulihan cepat juga dimatikan, yang dapat mengurangi konsumsi daya dalam daya sirkuit. di/dt dan dv/dt perangkat daya dapat mengurangi tingkat EMI. Terbukti dengan eksperimen bahwa teknologi soft switching hanya memiliki efek tertentu dalam menekan harmonik orde tinggi dari ripple.
3.4 Teknologi Penekanan Aktif Interferensi Mode Umum
Teknologi penekanan aktif interferensi mode-umum adalah metode mengambil langkah-langkah dari sumber kebisingan untuk menekan gangguan mode-umum. Ide dari metode ini adalah untuk mencoba mengekstrak tegangan derau kompensasi EMI dari rangkaian utama yang benar-benar berlawanan dengan bentuk gelombang tegangan switsing utama yang menyebabkan EMI, dan menggunakannya untuk menyeimbangkan pengaruh tegangan switsing asli.
3.5 papan sirkuit tercetak
Praktik telah membuktikan bahwa tata letak komponen dan desain pengkabelan papan tercetak memiliki pengaruh besar pada kinerja EMC dari catu daya switching. Ada juga busbar daya bertegangan tinggi, serta beberapa sakelar daya frekuensi tinggi dan komponen magnetik. Cara mengatur posisi komponen secara wajar di ruang terbatas papan cetak akan secara langsung memengaruhi kinerja anti-interferensi setiap komponen di sirkuit. dan keandalan sirkuit.
3.5.1 Pengaruh impedansi kawat
Dengan menganalisis impedansi karakteristik dari kabel cetak, metode penempatan, panjang, lebar dan metode tata letak kabel cetak dipilih.
Impedansi karakteristik dari kawat tunggal terdiri dari resistansi DC R dan induktansi diri L
Z=R ditambah jωL(1) L=2lln(2)
Dalam rumus: l - panjang kawat;
b - lebar kawat.
Jelas, semakin pendek garis tercetak l, semakin kecil resistansi DC R; pada saat yang sama, menambah lebar dan tebal garis cetak juga dapat mengurangi resistansi DC R.
Dapat dilihat dari rumus (2) bahwa semakin pendek panjang l dari garis yang dicetak, semakin kecil induktansi diri L, dan semakin lebar b dari garis yang dicetak juga dapat mengurangi induktansi diri L. Impedansi karakteristik dari beberapa garis tercetak tidak hanya terdiri dari resistansi DC R dan induktansi diri L, tetapi juga memiliki pengaruh induktansi timbal balik M, dan induktansi timbal balik M tidak hanya dipengaruhi oleh panjang dan lebar garis tercetak, tetapi juga jarak antara garis tercetak. berperan penting. M=2l(3)
Dalam rumus: s——jarak antara dua garis, meningkatkan jarak antara dua garis dapat mengurangi induktansi timbal balik.
Mengingat fenomena di atas, ketika merancang papan sirkuit tercetak, impedansi saluran listrik dan saluran tanah harus dikurangi sebanyak mungkin, karena saluran listrik, saluran tanah dan saluran tercetak lainnya memiliki induktansi, ketika catu daya perubahan arus sangat besar, itu akan menghasilkan penurunan tegangan yang besar, dan penurunan tegangan kabel arde merupakan faktor penting dalam pembentukan gangguan impedansi publik, sehingga kabel arde harus dipersingkat sebanyak mungkin, dan kabel listrik dan kabel arde harus ditebalkan sebanyak mungkin.
Dalam desain papan cetak dua sisi, selain menebalkan kabel listrik dan kabel ground sebanyak mungkin, kapasitor decoupling dengan karakteristik frekuensi tinggi yang baik harus dipasang antara kabel ground dan kabel listrik. Selain itu, jangan jalankan dua jalur sinyal yang dicetak secara paralel. Jika pengkabelan paralel tidak dapat dihindari, hal itu dapat diatasi dengan metode berikut: 1) Tambahkan kabel arde di antara dua jalur sinyal untuk pelindung;
2) Jaga jarak antara dua garis sinyal paralel sejauh mungkin untuk mengurangi pengaruh medan elektromagnetik antara dua garis;
3) Arah arus yang mengalir melalui dua garis sinyal paralel adalah berlawanan. (Tujuannya adalah untuk mengurangi fluks magnet yang diinduksi)
3.5.2 Tata letak komponen
Saat mendesain papan sirkuit tercetak, biasanya sulit untuk menghindari sumber interferensi dan korban karena keterbatasan kondisi kerja. Pada saat ini, coba satukan komponen yang saling terkait untuk menghindari gangguan yang disebabkan oleh garis cetak yang terlalu panjang karena komponen terlalu jauh; selain itu, tempatkan sinyal input dan sinyal output sedekat mungkin di dekat port utama. , untuk menghindari gangguan akibat jalur kopling.
4 tindakan struktural
Perisai adalah cara yang penting dan efektif untuk memecahkan masalah kompatibilitas elektromagnetik
