طرح طراحی بهینه شده EMC برای سوئیچینگ PCB منبع تغذیه
مسیر تداخل نویز مبدل نوع سوئیچ شرایط کوپلینگ را برای منبع تداخل و تجهیزات تداخلی فراهم می کند و تحقیق در مورد تداخل حالت رایج و تداخل مد دیفرانسیل آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. عمدتاً مدلهای فرکانس بالا اجزای اصلی مدار و همچنین مدلهای مدار حالت مشترک و نویز حالت دیفرانسیل را تجزیه و تحلیل کرد و کمک مفیدی برای طراحی بهینهسازی EMC PCB منبع تغذیه سوئیچ ارائه کرد.
تداخل حالت رایج و تداخل حالت دیفرانسیل منابع تغذیه سوئیچینگ اثرات متفاوتی بر مدار دارد. معمولاً نویز حالت دیفرانسیل در فرکانس های پایین و نویز حالت معمولی در فرکانس های بالا غالب است. علاوه بر این، اثر تشعشعی جریان حالت مشترک معمولاً بسیار بیشتر از جریان مد دیفرانسیل است. بنابراین لازم است بین تداخل مد دیفرانسیل و تداخل حالت رایج در منابع تغذیه تمایز قائل شد.
به منظور تمایز بین تداخل مد دیفرانسیل و تداخل حالت رایج، ابتدا باید حالت کوپلینگ پایه منبع تغذیه سوئیچینگ را مطالعه کنیم. بر این اساس، می توانیم مسیرهای مداری را برای جریان نویز حالت دیفرانسیل و جریان نویز حالت مشترک ایجاد کنیم. کوپلینگ هدایت منبع تغذیه سوئیچینگ عمدتاً شامل موارد زیر است:
کوپلینگ رسانا مبتنی بر مدار، کوپلینگ خازنی، کوپلینگ القایی و ترکیبی از این روشهای کوپلینگ.
1 مدل های مسیر نویز حالت مشترک و حالت دیفرانسیل
در منابع تغذیه سوئیچینگ، نویز حالت مشترک و مسیرهای نویز حالت دیفرانسیل به دلیل ظرفیت کوپلینگ CW بین سیمپیچهای اولیه و ثانویه ترانسفورماتورهای فرکانس بالا، ظرفیت سرگردان CK بین لولههای برق و هیت سینک، پارامترهای انگلی لولههای برق ایجاد میشوند. خود، و اندوکتانس متقابل، خود القایی، ظرفیت متقابل، خود خازن، امپدانس و سایر پارامترهای انگلی تشکیل شده توسط جفت متقابل بین سیم های چاپی، و در نتیجه حالت مشترک و حالت دیفرانسیل تداخل انجام شده است. بر اساس تحلیل مدلهای پارامتر انگلی مقاومت، اندوکتانس و ظرفیت دستگاههای سوئیچینگ برق، ترانسفورماتورها و سیمهای چاپی، میتوان مدل مسیر جریان نویز مبدل را به دست آورد.
مدل های فرکانس بالا از اجزای اصلی مدار 2
اندوکتانس انگلی داخلی و ظرفیت سوئیچ برق بر عملکرد فرکانس بالا مدار تأثیر می گذارد. این خازنها باعث میشوند جریان نشتی تداخلی با فرکانس بالا به زیرلایه فلزی وارد شود و یک خازن سرگردان CK بین کلید برق و هیت سینک وجود دارد. به دلایل ایمنی، هیت سینک معمولاً به زمین متصل می شود و یک مسیر نویز حالت مشترک را فراهم می کند.
در حین کار مبدل های PWM، نویز حالت مشترک نیز همراه با عملکرد دستگاه های سوئیچینگ ایجاد می شود. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، برای مبدل نیم پل، ولتاژ نشتی کلید Q1 همیشه U1 است و پتانسیل منبع بین 0 و U1/2 با تغییر وضعیت سوئیچ تغییر می کند. پتانسیل منبع Q2 همیشه 0 است و پتانسیل تخلیه بین 0 و U1/2 متفاوت است. به منظور حفظ تماس خوب بین لوله سوئیچ و رادیاتور، معمولاً واشرهای عایق یا سیلیکونی با رسانایی حرارتی خوب بین پایین لوله سوئیچ و رادیاتور اضافه می شود. این منجر به حضور یک خازن جفت موازی CK بین نقطه A و زمین می شود. هنگامی که وضعیت لوله های سوئیچ Q1 و Q2 تغییر می کند و باعث تغییر در پتانسیل نقطه A می شود، جریان نویز Ik روی CK ایجاد می شود، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است. جریان از هیت سینک به محفظه جریان می یابد که دارای یک امپدانس کوپلینگ با خط اصلی برق، تشکیل یک مسیر نویز حالت مشترک همانطور که توسط خط چین نشان داده شده است. نویز حالت رایج
