1 EMI-ruisstroom
Er zijn veel circuittopologieën van schakelende voeding, die kunnen worden onderverdeeld in full-bridge, half-bridge, push-pull, single-ended forward, single-ended flyback en andere modi volgens de combinatie van power switch tube en high- frequentie transformator. In de voedingsmodule met middelgroot en klein vermogen zijn de meer gebruikte circuittopologieën push-pull, single-ended forward, single-ended flyback enzovoort. Het blokschema van een typisch single-ended voorwaarts schakelend voedingscircuit wordt getoond in figuur 1. Het bestaat uit een stroomschakelbuis Q1, een hoogfrequente transformator T, een gelijkrichterdiode Dl, een vrijloopdiode D2, een uitgangsfilterinductor L, en een uitgangsfiltercondensator C. Tijdens het werken kan de PWM-regeleenheid een pulssignaal met variabele pulsbreedte verzenden om de schakelbuis Q1 aan te drijven. Wanneer de schakelbuis Q1 is ingeschakeld, wordt de gelijkstroomenergie aan het invoeruiteinde via de hoogfrequente transformator naar de secundaire buis verzonden. Wanneer schakelbuis Q1 is uitgeschakeld, hoogfrequente transformator voor magnetische reset. De hoogfrequente puls die door de hoogfrequente transformator wordt verzonden, wordt door de gelijkrichterdiode gelijkgericht in een pulserende gelijkstroom in één richting. Nadat deze pulserende DC is gefilterd door de uitgangsfilterinductor en filtercondensator, kan de vereiste DC-spanning worden verzonden.
Tijdens het hoogfrequente schakelproces van de vermogensschakeltransistor Q1 zullen de pulsen die door de vermogensschakeltransistor en de hoogfrequente transformator stromen gecompliceerde harmonische spanningen en harmonische stromen genereren. De ruis die door deze harmonische spanningen en harmonische stromen wordt gegenereerd, kan via de voedingsingangslijn naar de openbare voedingsaansluiting worden verzonden, of naar de belasting via de uitgangslijn van de schakelende voeding, waardoor interferentie met andere systemen of gevoelige componenten wordt veroorzaakt. Het ruisspectrum van deze geluiden die op de hoogspanningslijn worden geleid, wordt weergegeven in figuur 2. Uit de figuur blijkt dat in de frequentieband van enkele honderden kHz tot 50 MHz, dat wil zeggen de frequentieband van de fundamentele en verschillende harmonischen van de schakelfrequentie Binnen het bereik overschrijdt de amplitude van het interferentiegeluid ver het bereik gespecificeerd door GJBl51A, waardoor de elektromagnetische compatibiliteitsindicatoren zoals systeemgeleidingsruis de norm overschrijden.
2. Common-mode interferentiestroom
De volledige circuitcomponenten van de op het oppervlak gemonteerde schakelende voedingsmodule met metalen pakketstructuur zijn allemaal op het substraat gemonteerd. Actieve apparaten zoals PWM-besturingschips, stroomschakelbuizen en gelijkrichterdiodes zijn allemaal op het oppervlak gemonteerde pakketcomponenten. De spanning en stroom van de in- en uitgang worden door de kabels verzonden.
De bodemplaat van de buismantel is de drager van het aluminiumoxidesubstraat. De voorzijde van het aluminiumoxidesubstraat is het bedradingsgebied en het montagegebied van de componenten. Metalen grondplaten zijn bevestigd. De diëlektrische constante van het aluminiumoxidesubstraat is 8 en de dikte ligt gewoonlijk in het bereik van 0,5 tot 1,0 mm. In het assemblagegebied aan de voorzijde van het aluminiumoxidesubstraat worden componenten voor opbouwmontage (zoals PWM-besturingschips, opamps, referentiebronnen, MOSFET-schakelaars, gelijkrichterdiodes) via soldeer (zoals geleidende lijm, reflow-soldeer, enz.) pads in het gebied zijn aangesloten. Hoewel deze verbindingsmethode een circuitlus vormt, brengt het ook een nieuwe parasitaire capaciteit Cp naar het circuit.
In de primaire lus zullen de stroomschakelaarchip, PWM-besturingschip, operationele versterkerchip, de sporen van de positieve en negatieve ingangslijnen van de voeding, enz. parasitaire capaciteit Cp genereren tussen de bodemplaat van de schaal en de capaciteit van de parasitaire capaciteit is afhankelijk van de dikte van het substraat. en het gebied dat ze op de vloer innemen. Op deze manier worden in de schakeling verdeelde capaciteiten Cp1, Cp2, ..., Cp6, enz. gevormd tussen deze componenten en hun sporen en de bodemplaat van de behuizing. Deze verdeelde capaciteiten zullen ruisstromen veroorzaken onder de gecombineerde invloed van dV/dt, dI/dt en de omgekeerde herstelstroom van de gelijkrichterdiode. Deze ruisstromen zijn gelijk in grootte en fase tussen het positieve en negatieve van de ingangsvermogenslijn en tussen het positieve en negatieve van de uitgangsbelastingslijn, en worden common-mode ruisstromen genoemd. De grootte van de common-mode ruisstroom is gerelateerd aan de grootte van de verdeelde capaciteit, dV/dt, dI/dt, etc.
3. Storingsstroom in primaire differentiële modus
De primaire differentiële modus-interferentiestroom, in de primaire lus, de vermogensschakelbuis Q1, de hoogfrequente transformator primaire wikkeling Lp en de ingangsfiltercondensator Ci vormen het ingangsgelijkstroomconversiecircuit van de schakelende voeding. De DC-energie wordt via de hoogfrequente transformator overgebracht naar de secundaire. Wanneer de aan / uit-schakelaar Q1 echter schakelt, worden de fundamentele golf en harmonischen veroorzaakt door de opkomst en ondergang van de hoogfrequente puls verzonden naar de ingangsvoedingsaansluiting langs de ingangsfiltercondensator Ci, en deze ruisstroom plant zich voort langs de positieve en negatieve aansluitingen van de ingangsvoedingslijn. Het wordt de primaire differentiële modus interferentiestroom IDIFF genoemd. Deze differentiële modus interferentiestroom IDIFF stroomt naar de gemeenschappelijke voedingsaansluiting via de ingangsvoedingslijn, vooral wanneer de ingangsfiltercondensator Ci onvoldoende is gefilterd, de interferentie met de ingangsvoedingslijn groot is en ook andere onderdelen zal storen van het systeem via de gemeenschappelijke voedingsaansluiting. Zo worden de prestatie-indicatoren van andere onderdelen verminderd.
