Опит при проектиране на импулсно захранване EMI
1. EMI източник на импулсно захранване
Източниците на EMI смущения на импулсното захранване се отразяват главно в тръбата на превключвателя на захранването, токоизправителния диод, високочестотния трансформатор и др. Смущенията на външната среда върху импулсното захранване идват главно от трептенето на електрическата мрежа, мълния удари и външна радиация.
(1) Тръба на превключвателя на захранването
Тръбата на превключвателя на захранването работи в състояние на бързо превключване на цикъла On-Off и dv/dt и di/dt се променят бързо. Следователно тръбата на превключвателя на захранването е не само основният източник на смущения при свързване на електрическо поле, но и основният източник на смущения при свързване на магнитно поле.
(2) Високочестотен трансформатор
Източникът на EMI на високочестотния трансформатор е концентриран в бързата циклична трансформация di/dt, съответстваща на индуктивността на утечка, така че високочестотният трансформатор е важен източник на смущения за свързване на магнитно поле.
(3) Изправителен диод
Източникът на EMI на токоизправителния диод се отразява главно в характеристиките на обратно възстановяване. Точката на прекъсване на обратния възстановителен ток ще генерира високо dv/dt в индуктивността (индуктивност на водещата индуктивност, индуктивност на разсейване и т.н.), което води до силни електромагнитни смущения.
(4) PCB
За да бъдем точни, PCB е свързващият канал за гореспоменатите източници на смущения и качеството на PCB директно съответства на потискането на гореспоменатите източници на EMI.
2. Класификация на канала за предаване на EMI на импулсно захранване
(1) Канал за предаване на кондуктивни смущения
(1) Капацитивно свързване
(2) Индуктивно свързване
(3) Резистивно свързване
а. Резистивно проводящо свързване, генерирано от вътрешното съпротивление на общественото електрозахранване
b. Резистивно свързване на проводимост, генерирано от импеданс на обща земя
° С. Резистивно свързване на проводимост, генерирано от импеданса на общата линия
(2) Канал за предаване на радиационни смущения
(1) В импулсното захранване компонентите и проводниците, които могат да съставляват източника на радиационни смущения, могат да се приемат като антени, така че теорията за електрическия дипол и магнитния дипол да може да се използва за анализ; диодите, кондензаторите и превключвателите на мощността могат да се приемат като електрически диполи, индуктивните бобини могат да се приемат като магнитни диполи;
(2) Когато няма щит, каналът за предаване на електромагнитни вълни, генерирани от електрически диполи и магнитни диполи, е въздух (който може да се приеме, че е свободно пространство);
(3) Когато има екраниращо тяло, помислете за пролуките и отворите на екраниращото тяло и анализирайте и обработете според математическия модел на полето на изтичане.
3. Девет основни мерки за потискане на електромагнитните помехи на импулсно захранване
В импулсно захранване внезапните промени в напрежението и тока, а именно високо dv/dt и di/dt, са основните причини за EMI. Техническите мерки за проектиране на EMC за реализиране на импулсно захранване се основават главно на следните две точки:
(1) Минимизирайте източника на смущения, генерирани от самото захранване, използвайте метода за потискане на смущенията или генерирайте компоненти и вериги с по-малко смущения и направете разумно оформление;
(2) Потискайте EMI на захранването и подобрявайте EMS на захранването чрез заземяване, филтриране, екраниране и други технологии.
Отделно казано, деветте основни мерки са:
(1) Намалете dv/dt и di/dt (намалете пиковата му стойност, забавете нейния наклон)
(2) Разумно прилагане на варистори за намаляване на пренапрежението
(3) Амортизиращата мрежа потиска превишаването
(4) Диоди с характеристики на меко възстановяване се използват за намаляване на високочестотните EMI
(5) Активна корекция на фактора на мощността и други техники за хармонична корекция
(6) Използвайте разумно проектиран филтър за електропровода
(7) Разумно лечение за заземяване
(8) Ефективни защитни мерки
(9) Разумен дизайн на печатни платки
4. Контрол на индуктивността на утечка на високочестотен трансформатор
Индуктивността на утечка на високочестотния трансформатор е една от важните причини за пиковото напрежение на изключване на тръбата на захранващия превключвател. Следователно, контролирането на индуктивността на утечката се превръща в основен проблем за решаване на EMI, причинени от високочестотния трансформатор.
Има две входни точки за намаляване на индуктивността на утечка на високочестотни трансформатори: електрическо проектиране и проектиране на процеса!
(1) Изберете подходящо магнитно ядро, за да намалите индуктивността на утечка. Индуктивността на утечка е пропорционална на квадрата на броя на навивките на първичната страна, намаляването на броя на навивките ще намали значително индуктивността на утечка.
(2) Намалете изолационния слой между намотките. Сега има изолационен слой, наречен "златен филм" с дебелина 20-100um и импулсно пробивно напрежение от няколко хиляди волта.
(3) Увеличете връзката между намотките и намалете индуктивността на утечката.
5. Екраниране на високочестотни трансформатори
За да се предотврати изтичането на магнитното поле на високочестотния трансформатор от смущения в околните вериги, може да се използва екранираща лента за екраниране на изтичането на магнитно поле на високочестотния трансформатор. Екраниращата лента обикновено е направена от медно фолио, навито около външната страна на трансформатора и заземено. Екраниращата лента е пръстен за късо съединение спрямо полето на изтичане, като по този начин потиска изтичането на полето на изтичане в по-голям диапазон.
При високочестотните трансформатори ще възникне относително изместване между магнитопроводите и между намотките, което ще причини шум (вой, вибрации) при работата на високочестотния трансформатор. За да се предотврати този шум, трансформаторът трябва да бъде закален:
(1) Използвайте епоксидна смола за свързване на трите контактни повърхности на магнитното ядро (като EE, EI магнитно ядро), за да потиснете генерирането на относително изместване;
(2) Използвайте лепило "стъклени мъниста" (стъклени мъниста), за да залепите магнитната сърцевина, ефектът е по-добър.
