Napajalnik v stikalnem načinu EMI design izkušnje
1. EMI vir stikalnega napajanja
Viri elektromagnetnih motenj stikalnih napajalnikov so skoncentrirani v močnostnih stikalih, usmerniških diodah, visokofrekvenčnih transformatorjih itd. Motnje zunanjega okolja na stikalne napajalnike v glavnem izvirajo iz tresenja električnega omrežja, udarov strele, zunanjega sevanja itd.
(1) Cev stikala za vklop
Cev stikala za vklop deluje v stanju hitre ciklične pretvorbe vklop-izklop in tako dv/dt kot di/dt se hitro spreminjata. Zato cev napajalnega stikala ni samo glavni vir motenj sklopitve električnega polja, ampak tudi glavni vir motenj sklopitve magnetnega polja.
(2) Visokofrekvenčni transformator
Vir EMI visokofrekvenčnih transformatorjev je koncentriran v hitri ciklični transformaciji di/dt, ki ustreza induktivnosti uhajanja. Zato so visokofrekvenčni transformatorji pomemben vir motenj sklopitve magnetnega polja.
(3) Usmerniška dioda
Vir elektromagnetnih motenj usmerniške diode je skoncentriran v karakteristikah obratne obnovitve. Točka prekinitve povratnega obnovitvenega toka bo povzročila visoko dv/dt v induktivnosti (induktivnost vodila, blodeča induktivnost itd.), kar bo povzročilo močne elektromagnetne motnje.
(4) PCB
Če smo natančni, je PCB povezovalni kanal za zgoraj omenjene vire motenj. Kakovost PCB neposredno ustreza zatiranju zgoraj omenjenih virov EMI.
2. Razvrstitev kanalov za prenos EMI stikalnih napajalnikov
(1) Prenosni kanal za prevodne motnje
(1) Kapacitivna sklopka
(2) Induktivna sklopka
(3) Uporovna sklopka
a. Uporovna prevodna sklopka, ki jo povzroča notranji upor javnega napajanja
b. Uporovna prevodna sklopka, ki jo povzroča impedanca skupne ozemljitvene žice
c. Uporovna prevodna sklopka, ki jo povzroči impedanca skupnega voda
(2) Prenosni kanali za motnje sevanja
(1) V stikalnih napajalnikih se komponente in žice, ki lahko predstavljajo vire motenj sevanja, lahko domnevajo kot antene, za analizo pa se lahko uporabita teorija električnega dipola in magnetnega dipola; diode, kondenzatorje in močnostne preklopne cevi lahko domnevamo, da so električni dipol, induktorsko tuljavo pa lahko domnevamo, da je magnetni dipol;
(2) Če ni zaščitnega telesa, je kanal za prenos elektromagnetnega valovanja, ki ga ustvarjajo električni dipoli in magnetni dipoli, zrak (lahko se domneva, da je prosti prostor);
(3) Če obstaja ščit, razmislite o vrzeli in luknjah v ščitu ter jih analizirajte in obdelajte v skladu z matematičnim modelom polja uhajanja.
3. 9 glavnih ukrepov za zatiranje EMI v stikalnih napajalnikih
Pri stikalnih napajalnikih so nenadne spremembe napetosti in toka, to je visoka dv/dt in di/dt, glavni vzrok za EMI. Tehnični ukrepi za izvedbo EMC zasnove stikalnega napajanja temeljijo predvsem na naslednjih dveh točkah:
(1) Zmanjšajte vire motenj, ki jih ustvarja sam napajalnik, uporabite metode za zatiranje motenj ali izdelajte komponente in vezja z manj motenj ter izvedite razumno postavitev;
(2) Zmanjšajte EMI napajalnika in izboljšajte EMS napajalnika z ozemljitvijo, filtriranjem, zaščito in drugimi tehnologijami.
Če govorimo ločeno, je devet glavnih ukrepov:
(1) Zmanjšajte dv/dt in di/dt (zmanjšajte njuno najvišjo vrednost in upočasnite njun naklon)
(2) Razumna uporaba varistorja za zmanjšanje udarne napetosti
(3) Dušilna mreža zavira prekoračitev
(4) Uporabite diode z značilnostmi mehke obnovitve za zmanjšanje visokofrekvenčnih EMI
(5) Aktivna korekcija faktorja moči in druge tehnologije harmonske korekcije
(6) Uporabite pravilno zasnovan filter električnega voda
(7) Razumna obravnava ozemljitve
(8) Učinkoviti zaščitni ukrepi
(9) Razumna zasnova PCB
