طراحی ضد تداخل منبع تغذیه سوئیچینگ

طراحی ضد تداخل منبع تغذیه سوئیچینگ

طراحی EMC منبع تغذیه سوئیچینگ باید جنبه های زیر را در نظر بگیرد:

1) فیلتر

2) ترانسفورماتور فرکانس بالا

3) فن آوری سوئیچینگ نرم 4) سرکوب فعال تداخل حالت رایج

5) طراحی EMC سیم کشی برد مدار چاپی

اقدامات طراحی 3EMC

فیلتر 3.1

فیلتر کردن روشی برای سرکوب اختلالات هدایت شده است. به عنوان مثال، اتصال یک فیلتر در انتهای ورودی منبع تغذیه می تواند نویز ناشی از حمله شبکه برق به خود منبع تغذیه را مهار کند و همچنین می تواند تداخل ایجاد شده توسط منبع تغذیه سوئیچینگ را سرکوب کند و به شبکه برق بازگردانده شود. فیلتر قدرت به عنوان یک واحد مهم برای سرکوب تداخل هدایت خط برق، نقش بسیار مهمی در طراحی سازگاری الکترومغناطیسی تجهیزات یا سیستم ایفا می کند. این نه تنها می تواند تداخل هدایت در خط انتقال را سرکوب کند، بلکه تأثیر سرکوب قابل توجهی بر انتشار تشعشعی در خط انتقال دارد. در مدار فیلتر، انتخاب خازن های ورودی، خازن های سه ترمینالی و حلقه های مغناطیسی فریت می تواند ویژگی های فیلتر مدار را بهبود بخشد. طراحی مناسب یا انتخاب فیلترهای مناسب و نصب صحیح فیلترها از اجزای مهم فناوری ضد تداخل است. اقدامات خاص به شرح زیر است: 1) یک فیلتر قدرت را در ترمینال ورودی AC نصب کنید، و مدار آن در شکل 1 نشان داده شده است. در شکل، Ld و Cd برای سرکوب نویز حالت دیفرانسیل استفاده شده است. به طور کلی، Ld 100-700 μH، و Cd 1-10 μF است. Lc و Cc برای سرکوب نویز حالت رایج استفاده می شود و می توان آن را با توجه به شرایط واقعی تنظیم کرد.

تمام فیلترهای منبع تغذیه باید ارت باشند (به جز آنهایی که طبق دستورالعمل خاص سازنده مجاز به اتصال به زمین نیستند)، زیرا خازن بای پس حالت مشترک فیلتر برای کار باید ارت باشد. روش کلی اتصال به زمین تنها اتصال فیلتر به محفظه فلزی نیست، بلکه اتصال پوشش فیلتر با سیم های ضخیم تر است.

به نقطه زمین تجهیزات متصل شوید. هرچه امپدانس زمین کمتر باشد، اثر فیلترینگ بهتر است.

فیلتر باید تا حد امکان نزدیک به ورودی برق نصب شود. انتهای ورودی و خروجی فیلتر باید تا حد امکان دور باشد تا سیگنال های تداخل مستقیماً از انتهای ورودی به انتهای خروجی جفت نشوند.

2) یک فیلتر خروجی در خروجی منبع تغذیه اضافه کنید. افزودن خازن های فرکانس بالا، افزایش اندوکتانس سلف فیلتر خروجی و ظرفیت خازن فیلتر می تواند نویز حالت دیفرانسیل را سرکوب کند. اگر چند خازن به صورت موازی وصل شوند، اثر بهتر خواهد بود. 3.2 ترانسفورماتور فرکانس بالا

یک شبکه جذب RC در سمت اولیه، سمت ثانویه ترانسفورماتور فرکانس بالا، بین قطب های C و E لوله سوئیچ و روی دیود یکسو کننده خروجی نصب کنید.

3.3 فناوری سوئیچینگ نرم

استفاده از فناوری سوئیچینگ نرم به کاهش تداخل الکترومغناطیسی کمک می کند، زیرا ماسفت برق و IGBT با ولتاژ صفر روشن و در جریان صفر خاموش می شوند و دیود بازیابی سریع نیز خاموش است که می تواند مصرف برق در برق را کاهش دهد. جریان. di/dt و dv/dt دستگاه پاور می تواند سطح EMI را کاهش دهد. با آزمایشات ثابت شده است که فناوری سوئیچینگ نرم تنها تأثیر خاصی بر سرکوب هارمونیک های مرتبه بالای ریپل دارد.

3.4 فناوری سرکوب فعال تداخل حالت مشترک

فناوری سرکوب فعال تداخل حالت معمولی روشی برای انجام اقداماتی از منابع نویز برای سرکوب تداخل حالت مشترک است. ایده این روش این است که سعی کنیم یک ولتاژ نویز EMI جبران‌کننده را از مدار اصلی که کاملاً مخالف شکل موج ولتاژ سوئیچینگ اصلی است که باعث EMI می‌شود، استخراج کنیم و از آن برای متعادل کردن تأثیر ولتاژ کلیدزنی اصلی استفاده کنیم.

3.5 برد مدار چاپی

تمرین ثابت کرده است که چیدمان اجزا و طراحی سیم‌کشی برد چاپی تأثیر زیادی بر عملکرد EMC منبع تغذیه سوئیچینگ دارد. همچنین شینه های برق ولتاژ بالا و همچنین برخی از کلیدهای برق فرکانس بالا و قطعات مغناطیسی وجود دارد. نحوه چیدمان منطقی موقعیت قطعات در فضای محدود برد چاپی مستقیماً بر عملکرد ضد تداخل هر یک از اجزای مدار تأثیر می گذارد. و قابلیت اطمینان مدار

3.5.1 تأثیر امپدانس سیم

با تجزیه و تحلیل امپدانس مشخصه سیم چاپی، روش قرارگیری، طول، عرض و روش چیدمان سیم چاپی انتخاب می شود.

امپدانس مشخصه یک سیم منفرد از مقاومت DC R و خود القایی L تشکیل شده است

Z=R به علاوه jωL(1) L=2lln(2)

در فرمول: l - طول سیم؛

ب - عرض سیم.

بدیهی است که هرچه خط چاپی l کوتاهتر باشد، مقاومت DC R کوچکتر است. در عین حال، افزایش عرض و ضخامت خط چاپی نیز می تواند مقاومت DC R را کاهش دهد.

از فرمول (2) می توان دریافت که هرچه طول l خط چاپی کوتاهتر باشد، خود القایی L کوچکتر است و افزایش عرض b خط چاپی نیز می تواند باعث کاهش خودالقایی L شود. امپدانس مشخصه خطوط چاپی چندگانه نه تنها از مقاومت DC R و خود القایی L تشکیل شده است، بلکه تأثیر اندوکتانس متقابل M را نیز دارد و اندوکتانس متقابل M نه تنها تحت تأثیر طول و عرض خطوط چاپی است، بلکه فاصله بین آنها نیز تحت تأثیر قرار می گیرد. خطوط چاپ شده نقش مهمی دارند. M{4}}l (3)

در فرمول: s——فاصله بین دو خط، افزایش فاصله بین دو خط می تواند اندوکتانس متقابل را کاهش دهد.

با توجه به پدیده فوق، هنگام طراحی برد مدار چاپی، امپدانس خط برق و خط زمین باید تا حد امکان کاهش یابد، زیرا خط برق، خط زمین و سایر خطوط چاپی دارای اندوکتانس هستند، زمانی که منبع تغذیه جریان به شدت تغییر می کند، افت ولتاژ بزرگی ایجاد می کند و افت ولتاژ سیم زمین عامل مهمی در ایجاد تداخل امپدانس عمومی است، بنابراین سیم زمین باید تا حد امکان کوتاه شود و سیم برق و سیم زمین باید تا حد امکان ضخیم شود.

در طراحی تابلوهای چاپی دو طرفه، علاوه بر ضخیم شدن هرچه بیشتر خط برق و خط زمین، باید یک خازن جداکننده با مشخصات فرکانس بالا خوب بین خط زمین و خط برق نصب شود. علاوه بر این، دو خط سیگنال چاپ شده را به صورت موازی اجرا نکنید. اگر نمی توان از سیم کشی موازی اجتناب کرد، می توان آن را با روش های زیر برطرف کرد: 1) یک سیم زمین بین دو خط سیگنال برای محافظت اضافه کنید.

2) فاصله بین دو خط سیگنال موازی را تا حد امکان حفظ کنید تا تأثیر میدان الکترومغناطیسی بین دو خط کاهش یابد.

3) جهت جریان عبوری از دو خط سیگنال موازی مخالف است. (هدف کاهش شار مغناطیسی القایی است)

3.5.2 چیدمان اجزا

هنگام طراحی یک برد مدار چاپی، به دلیل محدودیت شرایط کار، معمولاً اجتناب از منبع تداخل و قربانی دشوار است. در این زمان، سعی کنید اجزای مرتبط به هم را کنار هم قرار دهید تا از تداخل ناشی از خطوط چاپی بیش از حد طولانی جلوگیری کنید زیرا اجزا خیلی دور هستند. علاوه بر این، سیگنال ورودی و سیگنال خروجی را تا حد امکان نزدیک درگاه لید قرار دهید. ، برای جلوگیری از تداخل ناشی از مسیرهای جفت.

4 اقدامات ساختاری

محافظ وسیله ای مهم و موثر برای حل مشکلات سازگاری الکترومغناطیسی است