Πώς να ελαχιστοποιήσετε την ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή σε συμπαγείς μονάδες τροφοδοσίας

Για μια βαθύτερη ματιά στις κατευθυντήριες γραμμές διάταξης, βλέπε το σημείωμα εφαρμογής του TI στη διάταξη PCB για μετατροπείς βαθμιδωτών στροφών.

2. Τεχνικές Ασπίδων και Γειτονίας

Όταν η διάταξη από μόνη της δεν μπορεί να καταστείλει επαρκώς τις εκπομπές, η φυσική θωράκιση καθίσταται απαραίτητη.

• Μεταλλικά περιβλήματα ή δοχεία ⁇ Μια γειωμένη μεταλλική ασπίδα που καλύπτει την περιοχή μεταγωγής περιέχει ακτινοβολημένα πεδία. Βεβαιωθείτε ότι η ασπίδα έχει χαμηλή επαφή με το επίπεδο εδάφους σε πολλαπλά σημεία.
• Εσωτερικά επίπεδα εδάφους ⁇ Σε πολυστρωματικά PCB, ένα στερεό επίπεδο εδάφους (ή δύο) τοποθετημένο μεταξύ του στρώματος ισχύος και των στρωμάτων σήματος λειτουργεί ως εγγενής ασπίδα.
• Εργασίες ⁇ Η εκτέλεση ενός γειωμένου ίχνους σε κάθε πλευρά μιας ευαίσθητης γραμμής σήματος μπορεί να μειώσει τη χωροταξική σύζευξη.

Μια κοινή σύσταση είναι να χρησιμοποιείται μια ενιαία, χαμηλής έντασης, αναφοράς εδάφους για όλα τα κυκλώματα, που συχνά εφαρμόζονται ως μια συνεχής χύσεις εδάφους στο κάτω στρώμα ενός πίνακα δύο στρωμάτων.

3. Φίλτρο εισόδου και εξόδου

Τα φίλτρα είναι η κύρια άμυνα ενάντια σε τελεσμένη EMI. Θα πρέπει να τοποθετηθεί στο σημείο εισόδου και εξόδου της μονάδας για να αποτρέψει το θόρυβο από τη διαφυγή στο λεωφορείο εισόδου ή να φτάσει στο φορτίο.

• Φίλτρο εισόδου ⁇ Ένας συνδυασμός κοινών ⁇ τρόπος (CM) και διαφορικών ⁇ τρόπος (DM) στοιχείων. Για DM, ένα φίλτρο pi (καπεκιτοξίνη ⁇ επαγωγέας ⁇ καπετηρητής) με μια φερρίτη χάντρα συχνά αρκεί.
• Φίλτρο εξόδου ⁇ Φίλτρο LC δεύτερης τάξης αφού ο πυκνωτής εξόδου μειώσει τον κυματισμό εξόδου και τις αιχμές υψηλής συχνότητας. Ο επαγωγέας πρέπει να επιλέγεται για να χειριστεί το ρεύμα συνεχούς ρεύματος χωρίς κορεσμό.
• Πυκνωτές με ulk και παρακαμπτήριους πυκνωτές ⁇ Τοποθετήστε τους πυκνωτές χαμηλής ⁇ ESR όσο το δυνατόν πλησιέστερα στους πυκνωτές IC, με μεγαλύτερους ηλεκτρολυτικούς ή πολυμερούς πυκνωτές πιο μακριά για να χειριστούν τα συστατικά χαμηλότερης συχνότητας.

Για έναν ολοκληρωμένο οδηγό σχεδιασμού φίλτρου, ανατρέξτε στο άρθρο Analog Devices για το σχεδιασμό φίλτρου EMI.

4. Περιβλήματα Snubber

Οι σναμπιντέρ διαχέουν ενέργεια αποθηκευμένη σε παρασιτική επαγωγή και χωρητικότητα, αποσβέννοντας το κουδούνισμα που διαφορετικά θα ακτινοβολούσε θόρυβο.

• RC snubber ⁇ Ένα δίκτυο αντιστάσεων ⁇ καπιταλιστή τοποθετημένο σε όλο τον κόμβο μεταγωγής στο έδαφος. Η τιμή αντιστάσεων επιλέγεται για να αποβράσει κριτικά τη δεξαμενή LC που σχηματίζεται από τα παρασιτικά στοιχεία.
• RCD snubber ⁇ Χρησιμοποιείται για μετατροπείς flyback ή προς τα εμπρός, αυτός ο σφιγκτήρας απορροφά τις αιχμές τάσης από την επαγωγή διαρροής μετασχηματιστή.

Οι Snubbers προσθέτουν απώλεια ισχύος αλλά είναι συχνά απαραίτητες σε συμπαγείς ενότητες όπου η διάταξη παρασιτικών είναι υψηλή και τα περιθώρια είναι λεπτά.

5. Διασπορά φασματομετρία

Πολλοί σύγχρονοι ελεγκτές τροφοδοσίας ενσωματώνουν τεχνικές spread ⁇ spectrum που ποικίλλουν ελαφρώς τη συχνότητα μεταγωγής γύρω από ένα κεντρικό σημείο. Αυτό διανέμει την ενέργεια σε μια ευρύτερη ζώνη συχνοτήτων, μειώνοντας τις μέγιστες εκπομπές σε οποιαδήποτε συχνότητα. Η μείωση μπορεί να είναι 6-15 dB στο θεμελιώδες και αρμονική, που μπορεί να είναι αρκετή για να περάσει τα ρυθμιστικά όρια χωρίς πρόσθετο φιλτράρισμα. Spread ⁇ spectrum είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε συμπαγή σχέδια όπου κάθε ντεσιμπέλ του περιθωρίου μετράει.

6. Επιλογή συστατικού

Η επιλογή συστατικών με εγγενώς χαμηλότερη γενιά EMI μπορεί να σώσει σημαντική σχεδιαστική προσπάθεια:

• Γρήγορη ⁇ ανάκτηση ή Schottky διόδους ⁇ Μείωση του ρεύματος αντίστροφης ανάκτησης και του σχετικού κλήσης υψηλής συχνότητας.
• Χαμηλή ⁇ gate ⁇ charge MOSFETs[[LFT:1]] ⁇ Επιτρέπονται πιο αργές μετατροπές αν αυξηθεί η αντίσταση κίνησης πύλης, μειώνοντας dv/dt και di/dt.
• Παγωγοί με αποστεωμένο κινητήρα ⁇ Ελαχιστοποίηση της σύζευξης αδέσποτων μαγνητικών πεδίων. Οι τοροειδικοί ή θωρακισμένοι επαγωγείς ράβδου-πυρήνων προτιμώνται σε συμπαγείς ενότητες.
• Χαμηλή ⁇ ESR κεραμικούς πυκνωτές ⁇ Παρέχετε καλύτερη αποσύνδεση υψηλής συχνότητας σε σύγκριση με τους τύπους ηλεκτρολυτικού ή ταντάλου αλουμινίου.