ערכת עיצוב אופטימלית של EMC למיתוג PCB של ספק כוח
נתיב ההפרעות של רעש ממיר מסוג מתג מספק תנאי צימוד למקור ההפרעה ולציוד המופרע, והמחקר על הפרעות המצב המשותף שלו והפרעות המצב הדיפרנציאלי חשוב במיוחד. ניתח בעיקר את המודלים בתדר גבוה של הרכיבים העיקריים של המעגל, כמו גם את דגמי המעגלים של רעשי מצב משותף ומצב דיפרנציאלי, תוך מתן סיוע מועיל לתכנון אופטימיזציית ה-EMC של PCB של ספק כוח מתג.
להפרעות המצב הנפוץ ולהפרעות המצב הדיפרנציאלי של מיתוג ספקי כוח יש השפעות שונות על המעגל. בדרך כלל, רעש במצב דיפרנציאלי שולט בתדרים נמוכים ורעש במצב משותף שולט בתדרים גבוהים. יתרה מכך, השפעת הקרינה של זרם מצב נפוץ היא בדרך כלל גדולה בהרבה מזו של זרם מצב דיפרנציאלי. לכן, יש צורך להבחין בין הפרעות מצב דיפרנציאלי לבין הפרעות מצב נפוץ בספקי כוח.
על מנת להבחין בין הפרעות מצב דיפרנציאלי להפרעות מצב נפוץ, ראשית עלינו ללמוד את מצב הצימוד הבסיסי של ספק הכוח המיתוג. בהתבסס על זה, אנו יכולים לקבוע מסלולי מעגל עבור זרם רעש במצב דיפרנציאלי וזרם רעש במצב משותף. צימוד ההולכה של ספק כוח מיתוג כולל בעיקר:
צימוד מוליך מבוסס מעגל, צימוד קיבולי, צימוד אינדוקטיבי, ושילוב של שיטות צימוד אלו.
1 דגמי נתיב רעש במצב נפוץ ומצב דיפרנציאלי
במיתוג ספקי כוח נוצרים נתיבי רעש במצב משותף ומצב דיפרנציאלי עקב קיבול הצימוד CW בין הפיתולים הראשוניים והמשניים של שנאים בתדר גבוה, הקיבול התועה CK בין צינורות החשמל לגוף הקירור, הפרמטרים הטפיליים של צינורות החשמל. עצמם, וההשראות ההדדית, ההשראות העצמית, הקיבול ההדדי, הקיבול העצמי, העכבה ופרמטרים טפיליים אחרים הנוצרים על ידי צימוד הדדי בין חוטים מודפסים, וכתוצאה מכך הפרעות מוליכות במצב משותף ובמצב דיפרנציאלי. על בסיס ניתוח מודלים של פרמטרים טפיליים של התנגדות, השראות וקיבול של התקני מיתוג כוח, שנאים וחוטים מודפסים, ניתן לקבל מודל נתיב זרם רעש של הממיר.
מודלים בתדר גבוה של המרכיבים העיקריים של מעגל 2
השראות הטפיליות הפנימיות והקיבול של מתג ההפעלה משפיעים על הביצועים בתדר גבוה של המעגל. קבלים אלו גורמים לזרם דליפת הפרעות בתדר גבוה לזרום אל מצע המתכת, ויש קבל תועה CK בין מתג ההפעלה לגוף הקירור. מטעמי בטיחות, גוף הקירור מוארק בדרך כלל, ומספק נתיב רעש במצב נפוץ.
במהלך פעולתם של ממירי PWM, נוצר גם רעש במצב משותף יחד עם פעולתם של התקני מיתוג. כפי שמוצג באיור 1, עבור ממיר חצי גשר, מתח הדליפה של מתג Q1 הוא תמיד U1, ופוטנציאל המקור משתנה בין 0 ל-U1/2 עם שינוי מצב המתג; פוטנציאל המקור של Q2 הוא תמיד 0, ופוטנציאל הניקוז משתנה בין 0 ל-U1/2. על מנת לשמור על מגע טוב בין צינור המתג לרדיאטור, מוסיפים לרוב אטמי בידוד או סיליקון עם מוליכות תרמית טובה בין תחתית צינור המתג לרדיאטור. כתוצאה מכך נוכח קבל צימוד מקביל CK בין נקודה A לאדמה. כאשר המצב של צינורות המתג Q1 ו-Q2 משתנה, מה שגורם לשינוי בפוטנציאל של נקודה A, יווצר זרם רעש Ik על CK, כפי שמוצג באיור 2. הזרם זורם מגוף הקירור למארז, שיש לו עכבת צימוד עם קו החשמל הראשי, יוצר נתיב רעש במצב משותף כפי שמוצג על ידי הקו המקווקו באיור 2. לכן, זרם הרעש של המצב המשותף יוצר מפל מתח על עכבת הצימוד Z בין האדמה לקו החשמל הראשי, ויוצרת רעש במצב משותף.
