Iskustvo dizajna EMI prekidača napajanja
1. EMI izvor prekidačkog napajanja
Izvori EMI smetnji kod prekidačkog napajanja uglavnom se ogledaju u cijevi prekidača za napajanje, ispravljačkoj diodi, visokofrekventnom transformatoru itd. udari i eksterno zračenje.
(1) Cijev prekidača za napajanje
Cijev prekidača za napajanje radi u stanju brzog uključivanja i isključivanja, a dv/dt i di/dt se brzo mijenjaju. Stoga, cijev prekidača za napajanje nije samo glavni izvor interferencije spajanja električnog polja, već i glavni izvor interferencije spajanja magnetnog polja.
(2) Visokofrekventni transformator
EMI izvor visokofrekventnog transformatora koncentrisan je u transformaciji brzog ciklusa di/dt koja odgovara induktivnosti curenja, tako da je visokofrekventni transformator važan izvor interferencije spajanja magnetnog polja.
(3) Ispravljačka dioda
EMI izvor ispravljačke diode uglavnom se ogleda u karakteristikama povratnog oporavka. Prekidna tačka reverzne struje oporavka će generisati visok dv/dt u induktivnosti (induktivnost elektroda, lutajuća induktivnost, itd.), što će rezultirati jakim elektromagnetnim smetnjama.
(4) PCB
Da budemo precizni, PCB je spojni kanal za gore navedene izvore smetnji, a kvalitet PCB-a direktno odgovara potiskivanju gore navedenih izvora EMI.
2. Klasifikacija EMI kanala prijenosa prekidačkog napajanja
(1) Kanal prenosa za konduktovane smetnje
(1) Kapacitivna sprega
(2) Induktivna sprega
(3) Otporna sprega
a. Spojnica otporne provodljivosti koju stvara unutrašnji otpor javnog napajanja
b. Spojnica otporne provodljivosti generirana zajedničkom impedansom zemlje
c. Spojnica otporne provodljivosti generisana impedansom zajedničke linije
(2) Kanal prijenosa radijacijskih smetnji
(1) U prekidačkom napajanju, komponente i žice koje mogu činiti izvor smetnji zračenja mogu se pretpostaviti kao antene, tako da se teorija električnog dipola i teorija magnetnog dipola može koristiti za analizu; diode, kondenzatori i cijevi prekidača za napajanje mogu se pretpostaviti kao električni dipoli, a induktivni namotaji se mogu pretpostaviti kao magnetni dipoli;
(2) Kada nema štita, kanal za prenos elektromagnetnih talasa koji generišu električni dipoli i magnetni dipoli je vazduh (za koji se može pretpostaviti da je slobodan prostor);
(3) Kada postoji zaštitno tijelo, razmotrite praznine i rupe zaštitnog tijela, analizirajte i obradite prema matematičkom modelu polja curenja.
3. Devet glavnih mjera za suzbijanje elektromagnetnih zračenjem prekidača napajanja
U prekidačkom napajanju, nagle promjene napona i struje, odnosno visoki dv/dt i di/dt, glavni su uzroci EMI. Tehničke mjere EMC dizajna za realizaciju prekidačkog napajanja uglavnom se zasnivaju na sljedeće dvije točke:
(1) Minimizirati izvor smetnji koje generiše samo napajanje, koristiti metodu suzbijanja smetnji ili generisati komponente i kola sa manje smetnji i napraviti razuman raspored;
(2) Suzbijanje EMI izvora napajanja i poboljšanje EMS napajanja putem uzemljenja, filtriranja, zaštite i drugih tehnologija.
Zasebno govoreći, devet glavnih mjera su:
(1) Smanjite dv/dt i di/dt (smanjite njegovu vršnu vrijednost, usporite nagib)
(2) Razumna primjena varistora za smanjenje prenapona
(3) Mreža za prigušivanje potiskuje prekoračenje
(4) Diode sa karakteristikama mekog oporavka koriste se za smanjenje EMI visoke frekvencije
(5) Korekcija aktivnog faktora snage i druge tehnike korekcije harmonika
(6) Koristite razumno dizajniran filter za strujnu mrežu
(7) Razuman tretman uzemljenja
(8) Efikasne mjere zaštite
(9) Razuman dizajn PCB-a
4. Kontrola induktivnosti curenja visokofrekventnog transformatora
Induktivnost curenja visokofrekventnog transformatora jedan je od važnih razloga za vršni napon isključivanja cijevi prekidača za napajanje. Stoga, kontrola induktivnosti curenja postaje primarni problem za rješavanje EMI uzrokovanih visokofrekventnim transformatorom.
Postoje dvije ulazne točke za smanjenje induktivnosti curenja visokofrekventnih transformatora: električni dizajn i dizajn procesa!
(1) Odaberite odgovarajuće magnetno jezgro da smanjite induktivnost curenja. Induktivnost curenja je proporcionalna kvadratu broja zavoja na primarnoj strani, smanjenjem broja zavoja značajno će se smanjiti induktivnost curenja.
(2) Smanjite izolacijski sloj između namotaja. Sada postoji izolacijski sloj koji se zove "zlatni film" debljine 20-100um i napona proboja impulsa od nekoliko hiljada volti.
(3) Povećajte spregu između namotaja i smanjite induktivnost curenja.
5. Zaštita visokofrekventnih transformatora
Kako bi se spriječilo da magnetsko polje curenja visokofrekventnog transformatora ometa okolna kola, može se koristiti zaštitna traka za zaštitu od curenja magnetnog polja visokofrekventnog transformatora. Zaštitna traka je uglavnom napravljena od bakarne folije, namotana oko vanjske strane transformatora i uzemljena. Zaštitna traka je prsten kratkog spoja u odnosu na polje curenja, čime se potiskuje curenje polja curenja u većem opsegu.
Kod visokofrekventnih transformatora doći će do relativnog pomaka između magnetnih jezgara i između namotaja, što će uzrokovati buku (zavijanje, vibracije) u radu visokofrekventnog transformatora. Da biste spriječili ovu buku, transformator treba očvrsnuti:
(1) Koristite epoksidnu smolu da povežete tri kontaktne površine magnetnog jezgra (kao što je EE, EI magnetno jezgro) da biste sprečili stvaranje relativnog pomeranja;
(2) Koristite "staklene perle" (staklene perle) ljepilo za spajanje magnetnog jezgra, efekat je bolji.
