Geoptimaliseerde EMC-ontwerpoplossing voor schakelende voedingsprintplaten
Het interferentiepad van schakelomvormerruis biedt koppelingsvoorwaarden voor de interferentiebron en de interfererende apparatuur, en de studie van de common-mode-interferentie en differentiële-mode-interferentie is bijzonder belangrijk. Het hoogfrequente model van de hoofdcomponenten van het circuit, evenals het circuitmodel van common-mode- en differentiële-mode-ruis, worden voornamelijk geanalyseerd om nuttige hulp te bieden bij het EMC-optimalisatieontwerp van de PCB voor schakelende voedingen.
De effecten van common-mode-interferentie en differentiële-mode-interferentie op het circuit van de schakelende voeding zijn verschillend. Gewoonlijk domineert de differentiële modusruis bij lage frequentie en de common-mode-ruis domineert bij hoge frequentie, en het stralingseffect van de common-mode-stroom is meestal veel groter dan dat van de differentiële modus-stroom, dus het is noodzakelijk om onderscheid te maken tussen de differentiële mode-interferentie en de common-mode-interferentie in de voeding.
Om onderscheid te kunnen maken tussen differentiële-modus-interferentie en common-mode-interferentie, moeten we eerst de basiskoppelingsmodus van schakelende voedingen bestuderen, op basis waarvan we de circuitpaden van differentiële-modus-ruisstromen en common-mode-ruisstromen kunnen vaststellen. geluidsstromen. De geleidingskoppeling van schakelende voeding is hoofdzakelijk:
Circuitgebaseerde geleidingskoppeling, capacitieve koppeling, inductieve koppeling en een combinatie van deze koppelingsmethoden.
1 Ruispadmodel in gemeenschappelijke modus en differentiële modus
Schakelende voeding dankzij hoogfrequente transformatorkoppelingscapaciteit CW tussen de primaire en secundaire wikkelingen, eindbuizen en koellichamen tussen de aanwezigheid van parasitaire capaciteit CK, de eigen parasitaire parameters van de eindbuis en gedrukte draden als gevolg van de vorming van wederzijdse inductie , zelfinductie, wederzijdse capaciteit, zelfcapaciteit, impedantie en andere parasitaire parameters als gevolg van de vorming van wederzijdse koppeling, common-mode-ruis en poor-mode-ruispad, waardoor een common-mode en poor-mode geleidingsinterferentie wordt gevormd. Het ruisstroompadmodel van de omzetter kan worden verkregen op basis van de analyse van de parasitaire parametermodellen van de vermogensschakelapparaten, transformatoren en de weerstand, inductie en capaciteit van de gedrukte draden.
2 Hoogfrequent model van de belangrijkste componenten van het circuit
De interne parasitaire inductantie en capaciteit van de stroomschakelbuizen beïnvloeden de hoogfrequente prestaties van het circuit. Deze capaciteiten zorgen ervoor dat hoogfrequente interferentielekstromen naar het metalen substraat kunnen stromen, en er is een parasitaire capaciteit CK tussen de eindbuizen en het koellichaam, die meestal om veiligheidsredenen geaard is, wat een common-mode-ruispad oplevert.
De werking van de PWM-omzetter gaat gepaard met de werking van de schakelapparaten en de bijbehorende common-mode-ruis. Zoals weergegeven in figuur 1 is voor een halvebrugomzetter de afvoerspanning van schakelaar Q1 altijd U1, en varieert de bronpotentiaal tussen 0 en U1/2 naarmate de schakeltoestand verandert; het bronpotentieel van Q2 is altijd 0, en het afvoerpotentieel varieert tussen 0 en U1/2. Om een goed contact tussen de schakelbuis en het koellichaam te behouden, wordt vaak een isolerende afstandshouder toegevoegd tussen de onderkant van de schakelbuis en het koellichaam of wordt op de onderkant van de schakelbuis en de onderkant van de schakelbuis isolatiesiliconen met een goede thermische geleidbaarheid gesmeerd. koellichaam. Dit maakt het punt A naar de grond equivalent aan het bestaan van een parallelle koppelcapaciteit CK, wanneer de toestand van de schakelbuis Q1, Q2 verandert, zodat het punt A-potentieel verandert, het ruisstroom Ick in CK zal produceren, zoals weergegeven in figuur 2. De stroom van het koellichaam naar het chassis en het chassis, dat wil zeggen de aarde en de hoofdstroomlijn, is daar een koppelimpedantie, de vorming van een common-mode-ruispad weergegeven in figuur 2 met de stippellijn. Als gevolg hiervan genereert de common-mode-ruisstroom een spanningsval over de koppelimpedantie Z tussen de aarde en de hoofdstroomlijn, waardoor common-mode-ruis ontstaat.
