Hakkurivirtalähteen EMI-suunnittelukokemus
1. Hakkurivirtalähteen EMI-lähde
Hakkuriteholähteen EMI-häiriölähteet heijastuvat pääasiassa virtakytkinputkeen, tasasuuntaajadiodiin, suurtaajuusmuuntajaan jne. Ulkoisen ympäristön häiriöt hakkuriteholähteeseen tulevat pääasiassa sähköverkon tärinästä, salamaniskusta. iskut ja ulkoinen säteily.
(1) Virtakytkimen putki
Virtakytkimen putki toimii On-Off nopean jaksokytkennän tilassa ja dv/dt ja di/dt muuttuvat nopeasti. Siksi virtakytkimen putki ei ole vain sähkökenttäkytkennän tärkein häiriölähde, vaan myös magneettikentän kytkennän tärkein häiriölähde.
(2) Suurtaajuusmuuntaja
Korkeataajuisen muuntajan EMI-lähde on keskittynyt vuodon induktanssia vastaavaan di/dt-pikasyklimuunnokseen, joten suurtaajuusmuuntaja on tärkeä magneettikentän kytkennän häiriölähde.
(3) Tasasuuntaajadiodi
Tasasuuntausdiodin EMI-lähde näkyy pääasiassa käänteispalautusominaisuuksissa. Käänteisen palautusvirran katkonainen piste tuottaa korkean dv/dt:n induktanssiin (johtoinduktanssi, hajainduktanssi jne.), mikä johtaa voimakkaisiin sähkömagneettisiin häiriöihin.
(4) PCB
Tarkemmin sanottuna PCB on kytkentäkanava edellä mainituille häiriölähteille, ja PCB:n laatu vastaa suoraan edellä mainittujen EMI-lähteiden vaimennusta.
2. Hakkuriteholähteen EMI-lähetyskanavaluokitus
(1) Lähetyskanava johtuvia häiriöitä varten
(1) Kapasitiivinen kytkentä
(2) Induktiivinen kytkentä
(3) Resistiivinen kytkentä
a. Julkisen virtalähteen sisäisen resistanssin tuottama resistiivinen johtokytkentä
b. Yhteisen maaimpedanssin tuottama resistiivinen johtokytkentä
c. Yhteisen linjan impedanssin tuottama resistiivinen johtokytkentä
(2) Säteilyhäiriöiden siirtokanava
(1) Hakkuriteholähteessä komponentit ja johdot, jotka voivat muodostaa säteilyhäiriölähteen, voidaan olettaa antenneiksi, joten sähködipoli- ja magneettidipoliteoriaa voidaan käyttää analysoinnissa; diodit, kondensaattorit ja tehokytkinputket voidaan olettaa sähködipoleina, induktanssikelat voidaan olettaa magneettisiksi dipoleiksi;
(2) Kun suojausta ei ole, sähködipolien ja magneettisten dipolien synnyttämien sähkömagneettisten aaltojen siirtokanava on ilma (jonka voidaan olettaa olevan vapaata tilaa);
(3) Kun suojakappale on olemassa, huomioi suojarungon raot ja reiät sekä analysoi ja käsittele vuotokentän matemaattisen mallin mukaisesti.
3. Yhdeksän tärkeää toimenpidettä hakkurivirransyötön EMI:n tukahduttamiseksi
Hakkuriteholähteessä äkilliset jännitteen ja virran muutokset, nimittäin korkea dv/dt ja di/dt, ovat EMI:n pääasiallisia syitä. EMC-suunnittelun tekniset toimenpiteet hakkuriteholähteen toteuttamiseksi perustuvat pääasiassa seuraaviin kahteen seikkaan:
(1) Minimoi itse virtalähteen tuottama häiriölähde, käytä häiriön vaimennusmenetelmää tai luo komponentteja ja piirejä vähemmän häiritsevästi ja tee järkevä asettelu;
(2) Tukahduttaa virtalähteen EMI ja parantaa virtalähteen EMS:ää maadoituksen, suodatuksen, suojauksen ja muiden tekniikoiden avulla.
Yhdeksän tärkeintä toimenpidettä ovat erikseen:
(1) Pienennä dv/dt ja di/dt (pienennä sen huippuarvoa, hidasta sen kaltevuutta)
(2) Varistorien järkevä käyttö ylijännitejännitteen vähentämiseksi
(3) Vaimennusverkko estää ylityksen
(4) Diodeja, joilla on pehmeät palautumisominaisuudet, käytetään vähentämään suurtaajuista EMI:tä
(5) Aktiivinen tehokertoimen korjaus ja muut harmonisten korjaustekniikat
(6) Käytä järkevästi suunniteltua voimalinjasuodatinta
(7) Kohtuullinen maadoituskäsittely
(8) Tehokkaat suojatoimenpiteet
(9) Kohtuullinen piirilevysuunnittelu
4. Suurtaajuusmuuntajan vuotoinduktanssin ohjaus
Korkeataajuisen muuntajan vuotoinduktanssi on yksi tärkeimmistä syistä virtakytkimen putken katkaisuhuippujännitteeseen. Siksi vuotoinduktanssin ohjauksesta tulee ensisijainen ongelma suurtaajuusmuuntajan aiheuttaman EMI:n ratkaisemiseksi.
Suurtaajuisten muuntajien vuotoinduktanssin vähentämiseen on kaksi sisääntulokohtaa: sähkösuunnittelu ja prosessisuunnittelu!
(1) Valitse sopiva magneettisydän vuodon induktanssin vähentämiseksi. Vuotoinduktanssi on verrannollinen ensiöpuolen kierrosten lukumäärän neliöön, kierrosten määrän vähentäminen vähentää merkittävästi vuodon induktanssia.
(2) Pienennä käämien välistä eristekerrosta. Nyt on olemassa "kultakalvoksi" kutsuttu eristyskerros, jonka paksuus on 20-100um ja pulssin läpilyöntijännite useita tuhansia voltteja.
(3) Lisää käämien välistä kytkentää ja vähennä vuodon induktanssia.
5. Suurtaajuisten muuntajien suojaus
Jotta suurtaajuusmuuntajan vuotomagneettikenttä ei häiritse ympäröiviä piirejä, voidaan käyttää suojateippiä suojaamaan suurtaajuusmuuntajan magneettikentän vuoto. Suojanauha on yleensä valmistettu kuparifoliosta, kiedottu muuntajan ulkopuolelle ja maadoitettu. Suojanauha on oikosulkurengas suhteessa vuotokenttään, mikä estää vuotokentän vuotamisen laajemmalla alueella.
Korkeataajuisissa muuntajissa tapahtuu suhteellista siirtymää magneettisydämien ja käämien välillä, mikä aiheuttaa kohinaa (ulvomista, tärinää) suurtaajuusmuuntajan toiminnassa. Tämän melun estämiseksi muuntaja on karkaistava:
(1) Käytä epoksihartsia liimaamaan magneettisydämen kolme kosketuspintaa (kuten EE, EI magneettisydän) suhteellisen siirtymän syntymisen estämiseksi;
(2) Käytä "lasihelmien" (lasihelmien) liimaa magneettisen ytimen sitomiseen, vaikutus on parempi.
