Schakelende voeding EMI-ontwerpervaring
1. EMI-bron van schakelende voeding
De EMI-interferentiebronnen van schakelende voedingen zijn geconcentreerd in stroomschakelaars, gelijkrichtdiodes, hoogfrequente transformatoren, enz. De interferentie van de externe omgeving op schakelende voedingen wordt voornamelijk veroorzaakt door de jitter van het elektriciteitsnet, blikseminslagen, externe straling, enz.
(1) Aan/uit-schakelaarbuis
De stroomschakelaarbuis werkt in een staat van snelle aan-uit-cyclusconversie, en zowel dv/dt als di/dt veranderen snel. Daarom is de stroomschakelaarbuis niet alleen de belangrijkste interferentiebron van elektrische veldkoppeling, maar ook de belangrijkste interferentiebron van magnetische veldkoppeling.
(2) Hoogfrequente transformator
De EMI-bron van hoogfrequente transformatoren is geconcentreerd in de snelle cyclische transformatie van di/dt die overeenkomt met lekinductie. Daarom zijn hoogfrequente transformatoren een belangrijke interferentiebron van magnetische veldkoppeling.
(3) Gelijkrichterdiode
De EMI-bron van de gelijkrichterdiode is geconcentreerd in de omgekeerde herstelkarakteristieken. Het discontinuïteitpunt van de omgekeerde herstelstroom zal een hoge dv/dt in de inductantie produceren (leidinginductantie, strooiinductantie, enz.), wat resulteert in sterke elektromagnetische interferentie.
(4) PCB
Om precies te zijn is PCB het koppelkanaal voor bovengenoemde stoorbronnen. De kwaliteit van PCB komt rechtstreeks overeen met de onderdrukking van de bovengenoemde EMI-bronnen.
2. Classificatie van EMI-transmissiekanalen van schakelende voeding
(1) Transmissiekanaal voor geleidingsinterferentie
(1) Capacitieve koppeling
(2) Inductieve koppeling
(3) Resistieve koppeling
A. Resistieve geleidingskoppeling veroorzaakt door de interne weerstand van de openbare stroomvoorziening
B. Resistieve geleidingskoppeling veroorzaakt door de impedantie van de gemeenschappelijke aarddraad
C. Resistieve geleidingskoppeling veroorzaakt door gemeenschappelijke lijnimpedantie
(2) Transmissiekanalen voor stralingsinterferentie
(1) Bij schakelende voedingen kan worden aangenomen dat componenten en draden die stralingsinterferentiebronnen kunnen vormen antennes zijn, en kunnen de elektrische dipool- en magnetische dipooltheorieën worden gebruikt voor analyse; Er kan worden aangenomen dat diodes, condensatoren en stroomschakelbuizen een elektrische dipool zijn, terwijl de inductorspoel een magnetische dipool kan zijn;
(2) Als er geen afschermingslichaam is, is het transmissiekanaal voor elektromagnetische golven dat wordt gegenereerd door elektrische dipolen en magnetische dipolen lucht (er kan worden aangenomen dat dit vrije ruimte is);
(3) Als er een schild is, houd dan rekening met de gaten en gaten in het schild en analyseer en verwerk deze volgens het wiskundige model van het lekveld.
3. 9 belangrijke maatregelen om EMI in schakelende voedingen te onderdrukken
Bij schakelende voedingen zijn plotselinge veranderingen in spanning en stroom, dat wil zeggen hoge dv/dt en di/dt, de belangrijkste oorzaken van EMI. De technische maatregelen om het EMC-ontwerp van de schakelende voeding te implementeren zijn hoofdzakelijk gebaseerd op de volgende twee punten:
(1) Minimaliseer de interferentiebronnen die door de voeding zelf worden gegenereerd, gebruik interferentie-onderdrukkingsmethoden of produceer componenten en circuits met minder interferentie, en voer een redelijke lay-out uit;
(2) Onderdruk de EMI van de voeding en verbeter de EMS van de voeding door middel van aarding, filtering, afscherming en andere technologieën.
Afzonderlijk gesproken zijn de negen belangrijkste maatregelen:
(1) Verlaag dv/dt en di/dt (verlaag hun piekwaarde en vertraag hun helling)
(2) Redelijke toepassing van varistor om de overspanning te verminderen
(3) Het dempingsnetwerk onderdrukt doorschieten
(4) Gebruik diodes met zachte herstelkarakteristieken om hoogfrequente EMI te verminderen
(5) Actieve arbeidsfactorcorrectie en andere harmonische correctietechnologieën
(6) Gebruik een goed ontworpen netfilter
(7) Redelijke aardingsbehandeling
(8) Effectieve afschermingsmaatregelen
(9) Redelijk PCB-ontwerp
