Ang Pag - unawa sa Electromagnetikong Interference in Power Supplies

Ang elektromagnetic interference (EMI) ay bumabangon kapag ang hindi naiibigang mga mag - asawang elektromagnetikong enerhiya ay nagiging sensitibong mga sirkito, na nagiging sanhi ng pagkasira ng paggawa o tuwirang pagkabigo. Sa siksik na mga suplay ng kuryente, ang pangunahing mga maysala ay mabilis na nag - uudyok sa mga semiconductor (MOSFET, di - normal na mga elemento) at mataas na mga sangkap na magnetiko (inductors, transformers). Ang pisikal na mga straint ng isang maliit na tagapagdisenyo ng footprint ay na maglagay ng maingay at sensitibong mga elemento sa malapit, ginagawa ang EMI na mas malaking pangangasiwa kaysa sa mas malalaking pamamaraan, ang mga disenyo ay unang - liwanag at ang mga larawan.

Ang mga pinangangasiwaang EMI ay naglalakbay sa kahabaan ng mga linya ng kuryente at mga bakas ng signal, habang ang mga spearance na EMI ay kumakalat sa hangin bilang mga electric at magnetic field. ang parehong mode ay maaaring magmula sa parehong switch node, at ang FCC Bahagi 15 ay dapat na bigyan ng angkop na pagsala, pagprotekta, at mga pamamaraan ng pag-aayos. Regulatoryo limitasyon tulad ng CISPR 22/32 (NT 55032) at FC Part 15 ay nagtatakda ng mahigpit na mga hangganan sa pagpayag sa mga emisyon, kaya ang pag-abilig-pag-sa ay hindi opsyon para sa mga produktong pangkomersiyo.

Mga Pangunahing Pinagmumulan ng EMI sa Masalimuot na mga Disenyo

Ang sumusunod na mga elemento ang kadalasang may pananagutan sa paglikha ng problematikong panghihimasok sa miniaturized power modules:

  • Switching transistors – Ang mataas na dv/dt at di/dt sa switching node ay lumilikha ng malawak na ingay.
  • Rectifier diodes – Reverse revival kasalukuyang injections high calfrequency spokes inclusions inclusions inclusion.
  • Ang mga bahaging magnetic – Leakage flux mula sa mga inductor at transpormante ay maaaring magtambal sa mga kalapit na bakas.
  • Ang mga panlaping capacitence – Stray capacitence sa pagitan ng switch node at ground o heatsinks ay nagbibigay ng landas para sa mataas na mga daloy ng calfrequency.
  • Ininput/output cables – Ang mga ito ay nagsisilbing antena, na lumilikha ng ingay na nagmumula sa loob ng module.

Pangunahing mga Estratehiya Para sa Pagbabawas ng EMI

1. Optimisadong "Geyout " ng mga taga - Mexico

Ang inilimbag na circuit board na plano ay malamang na ang nag - iisang pinakamaimpluwensiyang salik sa pagtiyak sa paggawa ng EMI.

  • [[1] Ang mga loop area[ – Highscart presilya (e.g., input capacitor → switch → inductor → output capacitor) ay dapat na maliit hangga't maaari. Gamitin ang isang dedikadong ground plane nang direkta sa ilalim ng power stage upang mabawasan ang inductance at magbigay ng mababang cal recepor returge.
  • Ang pananatiling mataas na ancherequency nodes short[ – Ang switch node (pag-iwas sa mataas na glovaside MOSFET) ay dapat na isang maliit na pulo ng tanso na konektado lamang sa induktor at sa mababang quartode sa tabi MOSFET. Iwasan ang pagtakbo ng mahabang mga bakas mula sa nodeng ito.
  • [[Sigrante signal and power grounds[ – Gumamit ng star greground o splitly platform approach upang maiwasan ang mga maingay na pabalik na daloy mula sa pagkontamina sa control circuitry. Pagkatapos ay i-konekta ang dalawang grounds sa isang punto, kadalasan sa ilalim ng IC.
  • [Use sa pamamagitan ng tahi – Maglagay ng maramihang mga via sa paligid ng mga gilid ng isang eroplanong panglupa upang mabawasan ang impeachment at naglalaman ng mataas na enerhiyang calfrequency.

Para sa mas masusing pagsusuri sa mga tuntuning isinaayos, tingnan ang TIifics application note onsthes ofstheme for step de thructs].

2. Mga Pamamaraan sa Pag - iingat at Pag - uga

Kapag hindi na kayang pigilin ng mga ito ang pagbuga ng gas, kailangan ang pisikal na pag - protekta.

  • Ang mga kulungang pang-metatal o lata – Isang naka-standong metal na kalasag na tumatakip sa rehiyong pampook ay naglalaman ng mga larangang may mga pasinayang produksyon.Paliwanag na ang kalasag ay may mababang calmompionedance contact sa eroplanong panglupa sa multiple points.
  • Ang mga internal ground na eroplano[ – Sa mga multilayer na mga glope, ang isang solidong ground plane (o dalawang) na nakalagay sa pagitan ng patong ng kuryente at mga layer ng signal ay nagsisilbing isang likas na pananggalang.
  • Ang mga bakas ng gwardiya – ang pagtakbo ng isang naka-bruit na bakas sa bawat panig ng isang sensitibong linya ng hudyat ay maaaring makabawas sa capacitive interconclusion.

Kailangang maingat na mag - grounding upang maiwasan ang paggawa ng mga silo na nagsisilbing antena.

3. Pag - aalis at Paglaon

Ang mga filter ang pangunahing depensa laban sa isinagawang EMI. Ang mga ito ay dapat ilagay sa module venters power entry at mga outit point upang maiwasan ang pagtakas ng ingay sa input bus o pagsapit sa karga.

  • [ – Isang kombinasyon ng karaniwang mga elementong anchemode (CM) at iba't ibang elementong featricial femorosemode (DM). Para sa DM, ang isang pi phyfiler (capacitor na calcumincitor) na may ferite bead ay kadalasang sapat na.Ang mga cM memorks ay mabisa para sa pag-iwas ng ingay na parehong lumilitaw sa parehong linya.
  • Output filter – Ang isang pangalawang elektroorder LC filter matapos bawasan ng output capacitor ang output bitple at mataas na calfrequency spiks. Ang inductor ay dapat piliin upang pangasiwaan ang daloy ng DC nang hindi nag-iisa.
  • Bulk at bypass capacititors[ – Place low ⁇ ESR ceramic capacitors hangga't maaari sa IC pins, na may mas malaking elektrolytic o polymer capacitors na mas malayo pa upang hawakan ang mas mababang mga sangkap ng calcrafrequency.

Para sa isang komprehensibong gabay sa disenyong filter, tumutukoy sa [[[[1]][Analog EXOPicial value.

4.

Ang mga snubber ay naaalis ang enerhiyang nakaimbak sa parasitikong inductance at capacitance, anupat namamasay na maaaring mag - ingay.

  • RC Scoreber – Isang fightor na network ng requestcapacitor na inilagay sa ibayo ng switch node sa lupa.Ang resistator na halaga ay pinipili upang lubhang madili-masa ang tangke ng LC na binuo ng parasitikong mga elemento.
  • RCD Scourtber – Ginagamit para sa flyback o forward converters, ang strafficial na ito ay sumisipsip ng mga torkesa ng boltahe mula sa transformer inductage inductance.

Ang mga snubber ay nakadaragdag ng pagkawala ng kuryente subalit kadalasang kailangang - kailangan sa siksik na mga module kung saan ang maayos na mga parasitiko ay mataas at ang mga gilid ay manipis.

5. Ikalat ang Modusyon ng Spectrum

Maraming mga modernong tagasuplay ng kuryente ang nagpalaganap ng mga pamamaraang analog spectrum na nag-iiba ng frequency na bahagyang nakapaligid sa isang punto sa gitna.Ito ay namamahagi ng enerhiya sa isang mas malawak na frequency band, binabawasan ang mga produksyon ng tuktok sa anumang isang frequency. Ang pagbawas ay maaaring maging 6–15 dB sa pundamental at harmoniko, na maaaring sapat upang maipasa ang mga limitasyong regulatorya nang walang karagdagang pagpasa.Ang pagkalat ng calspetspectrum ay lalo nang kapakipakinabang sa mga disenyong siksik kung saan ang bawat decibel ng mga proporsiyon.

6. Kasunod na Pagpili

Ang pagpili ng mga sangkap na may likas na mababang henerasyon ng EMI ay maaaring makapagtipid ng mahalagang pagsisikap sa disenyo:

  • Fast ⁇ recovery o Schotty diodes – Bawasan ang baligtad na daloy ng paggaling at ang kaugnay na mataas na calfrequency na pag-ugong.
  • Low glovate ESFETs[ – Hayaang mas mababa ang mga witch transition kung mas malaki ang road drive resistance, mas mababa ang dv/dt at di/dt.
  • [Shielded inductors – Minaliit ang ligaw na magnetic field interconduct.Ang mga toroidal o shield rod grecore inductors ay mas pinipili sa mga compact module.
  • Low LOGESR ceramic capacititors[ – Maglaan ng mas mainam na mataas na calfrequency decoupling kung ihahambing sa aluminyo elektrolytic o mga uring paraslum.

Mga Sumaryo ng Praktikal na Disenyo

Para sa isang compact power supply module, ang sumusunod na listahan ay makatutulong upang matiyak na ang paggawa ng EMI ay naitutugunan mula sa pasimula:

  1. Bigyan ng kahulugan ang witch frequency at anumang mapagpipiliang pagkalat ng calclastrum nang maaga.
  2. Gumamit ng apat na gluelayer na mga "greater " na may dedikadong mga eroplanong pang - ground at de - kuryente kung ipinahihintulot ng kalawakan.
  3. Ilagay ang input capacitor at MOSFETs sa pinakamalapit, na may maikli at malawak na bakas.
  4. Ipasok ang pi phylinder sa input at isang filter ng LC sa output.
  5. Magdagdag ng RC Scoreber sa ibayo ng switching node (halagang itinakda sa pamamagitan ng pagsukat).
  6. Takpan ng de - kuryenteng metal ang maingay na rehiyon kung hindi ito gaanong lalanghapin.
  7. Magsagawa ng presyrective complual testing na gumagamit ng malapit na probe ng phytopfield at spectrum analysis upang maagang masalo ang mga isyu.

Ang detalyadong patnubay sa mga sukat na presycomprity ay masusumpungan sa Rohde & Schwarziviers presycomprity EMI na sinusubok ang regulator.

Pagsubok at Pag - iimbento

Mahalaga ang paggamit ng spectrum analysis analysis na may malapit na probe na may kinalaman sa hot spot sa board. Karaniwang ingay na madalas na nauugnay sa mga fixed morning gaya ng pag - iikid ng isang bakas, pagdaragdag ng maliit na capacitor, o pag - aayos ng isang witch node sa ibang bakas.

Para sa mga inilalabas na gas, ang isang bukas na site ng pagsusuri sa annechoic chamber o isang silid na may mga annechoic ay kailangan para sa pormal na pagsunod. Gayunman, maraming grupo ng nagdidisenyo ang gumagamit ng semi phystanechoic chamber o isang GTEM cell para sa presecanning. Ang susi ay ang mabilis na pag - usad sa panahon ng model phase sa halip na maghintay hanggang sa maisumite ang huling tabla para sa cystance.

Pagtitimbang sa Kakayahan, Laki, at Halaga

Sa mga compact power stampion module, ang bawat estasyon ng EMI ay may mga hamon sa pag-iiba ng mga trade calculation. Halimbawa, ang pagdaragdag ng isang malaking filter inductor ay nagpapataas ng sukat at halaga; ang isang metal na kalasag ay nagdaragdag ng mga hakbang ng assembly at ang mga hamon ng pag-iiba ng init; ang pagkalat ng calcrewstrum moding ay bahagyang nakapagpapababa ng kahusayan sa mga karga ng ilaw.Ang inhinyero ay dapat na unahin ang mga estratehiya na nagbibigay ng pinakamalaking pakinabang para sa espesipikong mga deduksyon ng disenyo. Kadalasan, ang kombinasyon ng isang malinis na disenyo, isang mahusay na paglagay ng isang mahusay na input, at isang maliit na bertebersya ay sapat upang maipasa na nag-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa-sa

Kapansin - pansin din na ang kakayahan ng EMI at ang thermal performance ay malapit na nauugnay. Ang isang kalasag na sumisilo sa init ay maaaring pumilit sa pag - aalis ng power module.

Pagsasaayos

Ang pag - unti ng mga elektromagnetikong interference sa compact power endation module ay nangangailangan ng disiplinang paraan na sumasaklaw sa pagpili ng sangkap, pag - aayos ng mga PCB, pagsasala, pag - iingat, at pagsubok. Sa pamamagitan ng pag - unawa sa pinagmumulan ng EMI at pagkakapit ng napatunayang mga pamamaraan ng pag - aayos maaga sa siklo ng disenyo, matatamo ng mga inhinyero ang kapuwa nakadidisenyong pagsunod at maaasahang operasyon ng sistema ng sistema ng kuryente.