Elektromanyetik müdahale (EMI), mevcut (AC) doğrudan mevcut (DC) güç malzemeleri (SMPS) kullanarak, modern güç dönüştürücüleri ile ilgili hızlı geçiş ve mevcut geçişler, her iki şekilde de gerçekleştirilebilen yüksek frekanslı gürültüyü ortaya koyar.
Güç Dönüşümünde Elektromanyetik Müdahaleyi Anlamak
Elektromanyetik müdahale, bir kaynak (enerji dönüştürücü) çiftlerin hassas bir kurban devrelerine kadar uzanan istenmeyen elektromanyetik enerji yayıyor. AC-DC dönüştürücüler, EMI'nin birincil kaynakları geçiş elemanlarıdır -tip olarak MOSFET veya IGBTs - ve geri dönüşümlü diyotlar, devreden yüzlerce kilo vermede çalışan, yüksek di / uyumlu akışlar yaratır.
EMI genellikle iki türe ayrılmıştır: 03.Dörtülü EMI[D][/FONT][/TR][/TRNT=2) Bu bantlar, birkaç yüz kontraksiyona kadar uzanan ve elektromanyetik alanlara kadar uzanan uzaydan gelen emisyonlar.
Başka bir kritik yön, doğru yöndeki güç hatları arasındaki ayrımdır, ancak CM gürültü her satırda eşit olarak akır ve özellikle de dış kablolara göre daha zorlanır, bu da verimli bir şekilde ısıtılır.
Örneğin, konut ekipmanları için standart olan düzenlemeler, 250 μV (48 dBμV) emisyon sınırlarını taşır (0.015 ila 0,5 mm arası) dBμV, 30 ila 88 MHz arası emisyonlar azaltılır. CISPR 22/32 benzer eğrileri takip eder. Achieving uyumluluğu son dakika düzeltmeden ziyade proaktif bir tasarım yaklaşımı gerektirir.
EMI Azaltım için Anahtar Stratejileri
1. PCB Layout ve Grounding
PCB düzeni, bir mühendisin EMI ile ilgili yaptığı en etkili karardır. Yoksul bir düzen, en iyi filtre tasarımını etkisiz hale getirebilir.
[FONT:0) Katı bir zemin uçağı kullanın.[[Dönetici: 1) İç tabakada sürekli bir zemin uçağı, yüksek frekanslı mevcutlar için düşük frekanslı sistemler için mükemmel bir teknik makale sunar.
[FONT=0) Yüksek akım döngü alanlarının açıklanması; AC-DC dönüştürücü birkaç kritik döngü içerir: giriş retifier döngüsü, birincil anahtarlama döngüsü (transformer birincil, MOSFET, DC bus kapasitör), ve ikincil ret döngüsü. Her döngü mümkün olduğunca sıkı olmalıdır. girdi filtre cihazı ve sabit depolama kapasitesi kapıyaşayı kapatamaz.
[FONT:0)Separate gürültülü ve hassas devreler.[DÜT:1] Birincil anahtar anahtar anahtar anahtarlama bileşenlerinin fiziksel olarak ikincil kontrol devrelerinden ve çıktı bağlantılarından izole edilmiş olması. hassas analog bileşenler ve "temiz" zemin bölgesini kullanarak, onları tek bir noktada (yıldıza bağlı olarak) veya bir ferrite bead ile bağlantı kurmak için kullanın.Ayrıca, fiziksel olarak giriş AC konektörü ve EMI filtreyi geçişli MOSFET ve transformatörlüğünden kaçınmak için kullanın.
[FONT:0]Component yerleştirme.[[Dönetici: 1 ) İntevazı, MOSFET ve sıkı bir üçgende dönüştürücüyü ve yüksek çözünürlükte bulunan birçok dikteciye geri dönüş yolu kısa ve geniş olmalıdır. dönüştürücü çekirdek veya yüksek frekanslı geçiş düğümleri yakınında hassas sinyal izlerini bırakmadan kaçının.Eğer çok katmanlı PCBler mümkün değilse, iki kattan çift taraflı tahtaları iki kat daha fazla dikte etmek için bir zemin dolduran bir zemin kullanın.
[FONT:0)Shielding.[[Dönemli emisyonlar için, bir zeminli metal muhafaza (tek kaplama çelik veya alüminyum) etkili kalkan alanı daha fazla radyasyonu azaltın ve açılışlar, en kısa sürede (tipik olarak) daha az endişe dalgasına izin verir (pişmanlık:23 GHz gürültü). Gazketler ve iletken kasetler boşlukları mühürleyebilir.
2. Filtreleme ve Snubber Devreleri
Ne kadar temiz olursa olsun, bazı EMI kalır. Filtreleme ve snubbers savunmanın ikinci hattıdır.
CMC'nin (C) ve X / Y kapasitörtleri (kücreler) ile, CMC'nin geçişine izin verirken, CMC'nin uygun olduğu durumlarda, CFL'nin otomatik olarak ayarlanması gerekir.
[[Düzücü filtreleri [Döneticiler:0) Çıktı ayrıca, farklı dielektrik tipleriyle dalga geçmeyi önlemek için filtreleme gerektirir. Bir LC filtresi (intör artı elektrolitik ve seramik kapasitörler) standarttır. Çıktı likperatörü ESR ve ESL en aza indirmek gerekir; paralel olarak farklı dielektrik tipleriyle paralel olarak çoklu seramik kapasitörler filtre genişliğini uzatabilir.
[FONT=0]Snubber devreleri.[DÜDÜDÜSÜSÜSTR:0]Snubber devreleri [Döneticileri)[Döneticileri ve EMI’yi) ele geçirip, 10 sn gerilimi tekrarlayan ve 100 {{ arasında, genellikle 10 LOW ve 100 {{ arasında, bir güç puanı ile birlikte, bir diğer türdeki elektriksel dönüşümler için tekrarlanan RCDubberdir.
[FONT:0]Ferrite beads.[[Dönetici:0] Ferrite beads (doktora chokes) kapı sürücü hatlarına yerleştirilen, geri bildirim izlerini ve çıkışları düşük frekanslı filtre olarak hareket eder.Onlar DC gücü olmadan gürültüyü etkili bir şekilde azaltırlar. Hedef gürültü frekansına yüksek yük devretmeler seçilir (örneğin, 100 MHz foriated emisyonu).
3. Frekans ve Modulation Teknikleri
Geçiş frekansı doğrudan EMI spektrumunu etkiler. Yüksek geçiş frekansları daha küçük manyetik bileşenlere izin verir, ancak yüksek bantlara temel gürültüyü değiştirir, birçok modern kontroller frekansları filtreye ve daha yüksek frekanslara kadar ısıtılabilir.Daha düşük frekanslar daha geniş bir harmonikler üretir, ancak daha büyük transformatörler ve kapasitörler için en iyi yaklaşım, EMI'nin 100 kHz aralığında yapılan frekans aralığına son derece etkili olması gerekir.
Başka bir güçlü teknik şu şekildedir:0)soft geçişi[Dönetici:0) [Dönemli sıfır-ayak geçiş (ZVS) ve sıfır-şimdilik geçiş (ZCS) Yeniden ve ilişkili EMI. Soft-resonant topolojiler (örneğin, geçiş kayıpları azaltma, LLC resonant dönüştürücüler, Quay-resonant uçları), EMI kaynaklarına göre çok daha karmaşıktır.
4. Aşağı EMI için gerçekleştirilen komponid seçimi
Doğru bileşenleri seçmek birçok EMI problemlerini önleyemez. Anahtar alanları şunları içerir:
- [FONTS:0)MOSFETs.[[Dönetici:0)) MOSFET'leri düşük kapı şarjı ve düşük çıktı kapasitesi ile geçiş kayıpları azaltmak için, ancak aynı zamanda cihazın geçiş hızını kullanarak, yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş (yüksek kapı direniş) ve daha az yüz yüzen bir şekilde daha düşük bir şekilde sunuyor.
- [FONT=0]Rectifier diyots.[[Dönetici:0)Dönekli diyotlar yüksek gerilimli ve gürültüyü ortaya çıkarırlar. Schottky diyots ile düşük gerilimli çıktıları (C) veya silikon-karbide (SiC) diyotları yüksek gerilimli birincil-gerilemede döndürür. SiC diyotlar onları düşük basınç kurtarma ve çok düşük anahtarlama gürültüyü değiştirirler.
- [FONT:0)Transformers.[[DÜDÜT:1] dönüştürücü, hem yapılan hem de düklenmiş EMI'nin önemli bir kaynağıdır.Ayrıca, Faraday koruyucusu arasında birincil ve ikincil rüzgarlar arasındaki geçişler doğru bir şekilde boşluktır (eğer gerekliyse) ve rüzgar tekniğini azaltmak için, önbelleklizliğe bağlı olarak yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bir yüksek çözünürlükte bir kesintiye uğratır.
- [FONT:0]Kaptancılar.[[DÜDÜT:1] Düşük frekanslı betonlar için daha etkili hale getirmek için, yüksek frekanslı kontraksiyoncular için, hem düşük hem de yüksek frekanslı filtrelemek için dielektrik tipine paralel olarak yerleştirilmelidir.
Gelişmiş EMI Mitigation Teknikleri
Standart yöntemler yetersiz olduğunda, gelişmiş teknikler uyum için gerekli olan son marjı sağlayabilir.
[FONT:0]Active EMI filtrelemesi.[DÜT:1] Aktif filtreler, CM veya DM gürültüyü duyup geri bildirimli bir sinyale geri bildirim yükselterek, bu filtreler küçük bir ayak izi, özellikle düşük frekanslı yapılan emisyonlar için yüksek düzeyde performans elde edebilir (daha fazla güç IC'leri veya uygun modüller olarak kullanılabilir.
[FONT:0]Planar transformatörler[Döneticileri] Geleneksel tel-wound transformatörleri planar tasarımlarla yeniden yükleme (projektifler olarak PCB izlerini kullanarak) büyük ölçüde sızıntı ve parasitik kapasitans azaltır.
[FONT:0)Shielding, 20 dB veya daha fazla elektriksel sürekliliği sağlamak için, elektrikli sular için kullanılan betonlar için kullanılan bir metal, yüksek çözünürlükte emisyonlar ile en az 20 dB veya daha fazla.
[[FONT:0)Spread spektrum saati nesli (SSCG).[[DÜT:1) Eğer güç dönüştürücü sabit frekansları PWM kontrolörü kullanırsa, yaygara varsa, bazı kontrolörler geçiş frekansının ±5% modulation of the switch frequency.This Technique is especially effective for reduce zirve emisyonlarını azaltmak için özellikle etkilidir.
Test ve Uyum
No EMI azaltma stratejisi doğrulama olmadan tamamlanmış değildir. Pre-compliance testini bir spektrum analizcisi ve bir satır gecikmeli stabilizasyon ağı (LISN) tasarımcılar, hem de test edilen emisyonları (örneğin, dBSN'i AC girişte kullanarak) ve radiated emisyonlar (daha geniş bir anten kullanarak, daha geniş bir boşluk için tekrarlama seçenekleri ve hatta başlangıç standardına karşı bir test için bir araya getirirler). Hedef standartın limitlerine karşı sonuçları karşılaştırır.Eğer emisyonlar sınırlarını aşarak limitleri aşıyorsa, daha fazla filtreleme veya ayarlayın.
Güç tedarikinin yükü koşulunun EMI'yi tam yük, ışık yükü ve orta yük üzerindeki dönüştürücüleri, patlama-mode işlemi nedeniyle ışık yükünde daha kötü bir şekilde sergileyeceğini unutmayın (bu da düşük frekanslı patlamalar meydana gelirse, kırılma modundan vazgeçerek küçük bir dummy yükü etkiler).
EMI, AC-DC güç tedarik tasarımının karmaşık bir yönüdür. Burada belirtilen stratejileri uygulayarak - kiriculous PCB düzeni, sağlam filtreleme, akıllı bileşen seçimleri ve modulation tekniklerinin düşünceli kullanımı -sonratıcılar elektromanyetik müdahaleyi önemli ölçüde azaltabilir.