Hakkuriteholähteen EMI-suunnittelukokemus
1. Hakkurivirtalähteen EMI-lähde
Hakkuriteholähteiden EMI-häiriölähteet ovat keskittyneet tehokytkimiin, tasasuuntausdiodeihin, suurtaajuusmuuntajiin jne. Ulkoisen ympäristön häiriöt hakkuriteholähteisiin tulevat pääasiassa sähköverkon tärinästä, salamaniskusta, ulkoisesta säteilystä jne.
(1) Virtakytkimen putki
Virtakytkimen putki toimii On-Off nopean syklimuunnostilassa, ja sekä dv/dt että di/dt muuttuvat nopeasti. Siksi virtakytkimen putki ei ole vain sähkökenttäkytkennän tärkein häiriölähde, vaan myös magneettikentän kytkennän tärkein häiriölähde.
(2) Suurtaajuusmuuntaja
Korkeataajuisten muuntajien EMI-lähde on keskittynyt vuodon induktanssia vastaavaan di/dt:n nopeaan sykliseen muuntamiseen. Siksi suurtaajuusmuuntajat ovat tärkeä magneettikentän kytkennän häiriölähde.
(3) Tasasuuntaajadiodi
Tasasuuntausdiodin EMI-lähde on keskittynyt käänteispalautusominaisuuksiin. Käänteisen palautusvirran epäjatkuvuuspiste tuottaa korkean dv/dt:n induktanssiin (johdininduktanssi, hajainduktanssi jne.), mikä johtaa voimakkaisiin sähkömagneettisiin häiriöihin.
(4) PCB
Tarkemmin sanottuna PCB on kytkentäkanava edellä mainituille häiriölähteille. PCB:n laatu vastaa suoraan edellä mainittujen EMI-lähteiden vaimennusta.
2. Hakkuriteholähteen EMI-lähetyskanavien luokittelu
(1) Lähetyskanava johtavia häiriöitä varten
(1) Kapasitiivinen kytkentä
(2) Induktiivinen kytkentä
(3) Resistiivinen kytkentä
a. Julkisen teholähteen sisäisen resistanssin aiheuttama resistiivinen johtavuuskytkentä
b. Yhteisen maadoitusjohtimen impedanssin aiheuttama resistiivinen johtokytkentä
c. Yhteisen linjan impedanssin aiheuttama resistiivinen johtumiskytkentä
(2) Säteilyhäiriöiden lähetyskanavat
(1) Hakkuriteholähteissä komponentteja ja johtimia, jotka voivat muodostaa säteilyhäiriölähteitä, voidaan olettaa olevan antenneja, ja sähködipoli- ja magneettidipoliteorioita voidaan käyttää analysoinnissa; diodit, kondensaattorit ja tehonkytkentäputket voidaan olettaa sähködipoliksi, induktorikelan voidaan olettaa olevan magneettinen dipoli;
(2) Kun suojakappaletta ei ole, sähködipolien ja magneettisten dipolien synnyttämä sähkömagneettisen aallon siirtokanava on ilma (voidaan olettaa vapaaksi tilaksi);
(3) Kun suojus on, ota huomioon suojuksen aukot ja reiät ja analysoi ja käsittele se vuotokentän matemaattisen mallin mukaisesti.
3. 9 tärkeintä toimenpidettä EMI:n estämiseksi kytkentävirtalähteissä
Hakkuriteholähteissä äkilliset jännitteen ja virran muutokset eli korkeat dv/dt ja di/dt ovat EMI:n pääasiallisia syitä. Tekniset toimenpiteet hakkuriteholähteen EMC-suunnittelun toteuttamiseksi perustuvat pääasiassa seuraaviin kahteen seikkaan:
(1) Minimoi itse virtalähteen tuottamat häiriölähteet, käytä häiriönvaimennusmenetelmiä tai tuota komponentteja ja piirejä, joissa on vähemmän häiriöitä, ja suorita järkevä layout;
(2) Tukahduttaa virtalähteen EMI ja parantaa virtalähteen EMS:ää maadoituksen, suodatuksen, suojauksen ja muiden tekniikoiden avulla.
Erikseen puhuttaessa yhdeksän päätoimenpidettä ovat:
(1) Pienennä dv/dt ja di/dt (pienennä niiden huippuarvoa ja hidasta niiden kaltevuutta)
(2) Varistorin järkevä käyttö alentaa ylijännitettä
(3) Vaimennusverkko estää ylityksen
(4) Käytä diodeja, joissa on pehmeät palautumisominaisuudet vähentääksesi suurtaajuista EMI:tä
(5) Aktiivinen tehokertoimen korjaus ja muut harmonisten korjaustekniikoiden
(6) Käytä oikein suunniteltua sähkölinjan suodatinta
(7) Kohtuullinen maadoituskäsittely
(8) Tehokkaat suojatoimenpiteet
(9) Kohtuullinen piirilevysuunnittelu
