מיתוג ספק כוח ניסיון בתכנון EMI

מיתוג ספק כוח ניסיון בתכנון EMI

1. מקור EMI של מיתוג ספק כוח

מקורות ההפרעות EMI של ספק הכוח המיתוג באים לידי ביטוי בעיקר בצינור מתג המתח, דיודת מיישר, שנאי בתדר גבוה וכו'. ההפרעות של הסביבה החיצונית על ספק הכוח המיתוג נובעת בעיקר מהריצוד של רשת החשמל, ברק מכות וקרינה חיצונית.

(1) צינור מתג הפעלה

שפופרת מתג ההפעלה פועלת במצב של מיתוג מחזור מהיר של On-Off, וה-dv/dt ו-di/dt משתנים במהירות. לכן, צינור מתג ההפעלה הוא לא רק מקור ההפרעה העיקרי של צימוד שדה חשמלי, אלא גם מקור ההפרעה העיקרי של צימוד שדה מגנטי.

(2) שנאי בתדר גבוה

מקור ה-EMI של השנאי בתדר גבוה מרוכז בטרנספורמציה של המחזור המהיר di/dt התואם את השראות הדליפה, כך שהשנאי בתדר גבוה הוא מקור הפרעה חשוב של צימוד שדה מגנטי.

(3) דיודת מיישר

מקור ה-EMI של דיודת המיישר בא לידי ביטוי בעיקר במאפייני ההתאוששות ההפוכה. הנקודה הלא רציפה של זרם ההתאוששות ההפוכה תיצור dv/dt גבוה בהשראות (השראות עופרת, השראות תועה וכו'), וכתוצאה מכך הפרעות אלקטרומגנטיות חזקות.

(4) PCB

ליתר דיוק, ה-PCB הוא ערוץ הצימוד של מקורות ההפרעה הנ"ל, ואיכות ה-PCB תואמת ישירות לדיכוי מקורות ה-EMI הנ"ל.

2. סיווג ערוץ שידור EMI של ספק כוח מיתוג

(1) ערוץ שידור להפרעות מנוהל

(1) צימוד קיבולי

(2) צימוד אינדוקטיבי

(3) צימוד התנגדות

א. צימוד הולכה התנגדות שנוצר על ידי ההתנגדות הפנימית של ספק הכוח הציבורי

ב. צימוד הולכה התנגדות שנוצר על ידי עכבת הארקה משותפת

ג. צימוד הולכה התנגדות שנוצר על ידי עכבת קו משותף

(2) ערוץ שידור של הפרעות קרינה

(1) באספקת החשמל המיתוג, ניתן להניח את הרכיבים והחוטים שיכולים להוות את מקור הפרעות הקרינה כאנטנות, כך שניתן להשתמש בתיאוריית הדיפול החשמלי והדיפול המגנטי לניתוח; ניתן להניח שדיודות, קבלים וצינורות מתג מתח הם דיפולים חשמליים, ניתן להניח שסלילי השראות הם דיפולים מגנטיים;

(2) כאשר אין מגן, ערוץ השידור של גלים אלקטרומגנטיים הנוצרים על ידי דיפולים חשמליים ודיפולים מגנטיים הוא אוויר (שאפשר להניח שהוא מקום פנוי);

(3) כאשר יש גוף מיגון, יש לשקול את הרווחים והחורים של גוף המיגון, ולנתח ולעבד לפי המודל המתמטי של שדה הדליפה.

3. תשעה אמצעים עיקריים לדיכוי EMI של מיתוג ספק כוח

בספק כוח מיתוג, שינויים פתאומיים במתח ובזרם, כלומר dv/dt גבוה ו-di/dt, הם הגורמים העיקריים ל-EMI. האמצעים הטכניים של תכנון EMC למימוש אספקת הכוח המיתוג מבוססים בעיקר על שתי הנקודות הבאות:

(1) למזער את מקור ההפרעות שנוצר על ידי ספק הכוח עצמו, להשתמש בשיטה של ​​דיכוי הפרעות או ליצור רכיבים ומעגלים עם פחות הפרעות, ולעשות פריסה סבירה;

(2) דכא את ה-EMI של ספק הכוח ושפר את ה-EMS של ספק הכוח באמצעות הארקה, סינון, מיגון וטכנולוגיות אחרות.

בנפרד, תשעת המדדים העיקריים הם:

(1) הפחת את dv/dt ו-di/dt (הפחת את ערך השיא שלו, האט את השיפוע שלו)

(2) יישום סביר של וריסטורים להפחתת מתח הנחשול

(3) שיכוך רשת מדכא חריגה

(4) דיודות בעלות מאפייני התאוששות רכים משמשות להפחתת EMI בתדר גבוה

(5) תיקון גורם כוח אקטיבי, וטכניקות תיקון הרמוניות אחרות

(6) השתמש במסנן קווי מתח מתוכנן באופן סביר

(7) טיפול הארקה סביר

(8) אמצעי מיגון יעילים

(9) עיצוב PCB סביר

4. בקרת השראות דליפה של שנאי בתדר גבוה

השראות הדליפה של השנאי בתדר גבוה היא אחת הסיבות החשובות לכיבוי מתח שיא של צינור מתג ההפעלה. לכן, שליטה על השראות הדליפה הופכת לבעיה העיקרית לפתור את ה-EMI שנגרם על ידי השנאי בתדר גבוה.

ישנן שתי נקודות כניסה להפחתת השראות הדליפה של שנאים בתדר גבוה: תכנון חשמלי ותכנון תהליך!

(1) בחר ליבה מגנטית מתאימה כדי להפחית את השראות הדליפה. השראות הדליפה פרופורציונלית לריבוע מספר הסיבובים בצד הראשוני, הפחתת מספר הסיבובים תפחית משמעותית את השראות הדליפה.

(2) הקטנת שכבת הבידוד בין הפיתולים. כעת ישנה שכבת בידוד הנקראת "סרט זהב" בעובי של 20-100אום ומתח פירוק דופק של כמה אלפי וולט.

(3) הגדל את הצימוד בין הפיתולים והקטנת השראות הדליפה.

5. מיגון של שנאים בתדר גבוה

על מנת למנוע מהשדה המגנטי הדליפה של השנאי בתדר גבוה להפריע למעגלים שמסביב, ניתן להשתמש בסרט מיגון להגנה על דליפת השדה המגנטי של השנאי בתדר גבוה. סרט המיגון עשוי בדרך כלל מנייר נחושת, כרוך סביב החלק החיצוני של השנאי ומוארק. סרט המיגון הוא טבעת קצרת יחסית לשדה הדליפה, ובכך מדכא את הדליפה של שדה הדליפה בטווח גדול יותר.

עבור שנאים בתדר גבוה תתרחש תזוזה יחסית בין הליבות המגנטיות ובין הפיתולים, מה שיגרום לרעש (יללה, רטט) בפעולת השנאי בתדר גבוה. כדי למנוע רעש זה, יש להקשיח את השנאי:

(1) השתמש בשרף אפוקסי כדי לחבר את שלושת משטחי המגע של הליבה המגנטית (כגון EE, EI הליבה המגנטית) כדי לדכא את היצירה של תזוזה יחסית;

(2) השתמש בדבק "חרוזי זכוכית" (חרוזי זכוכית) כדי לחבר את הליבה המגנטית, ההשפעה טובה יותר.