ניסיון בתכנון EMI של ספק כוח מתג
1. מקור EMI של מיתוג ספק כוח
מקורות ההפרעות EMI של מיתוג ספקי כוח מרוכזים במתגי מתח, דיודות מיישרים, שנאים בתדר גבוה וכו'. ההפרעות של הסביבה החיצונית למיתוג ספקי כוח מקורה בעיקר בריצוד של רשת החשמל, מכות ברק, קרינה חיצונית וכו'.
(1) צינור מתג הפעלה
צינור מתג ההפעלה פועל במצב של המרת מחזור מהיר של On-Off, וגם 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 שנאים בתדר גבוה מרוכז בטרנספורמציה המחזורית המהירה של di/dt התואמת לשראות הדליפה. לכן, שנאים בתדר גבוה הם מקור הפרעות חשוב של צימוד שדה מגנטי.
(3) דיודת מיישר
מקור ה-EMI של דיודת המיישר מרוכז במאפייני ההתאוששות ההפוכה. נקודת האי-רציפות של זרם ההתאוששות ההפוכה תייצר dv/dt גבוה בהשראות (השראות עופרת, השראות תועה וכו'), וכתוצאה מכך הפרעות אלקטרומגנטיות חזקות.
(4) PCB
ליתר דיוק, PCB הוא ערוץ הצימוד של מקורות ההפרעה הנ"ל. איכות ה-PCB תואמת ישירות לדיכוי מקורות ה-EMI שהוזכרו לעיל.
2. סיווג ערוצי שידור EMI של ספק כוח מיתוג
(1) ערוץ שידור להפרעות מוליכות
(1) צימוד קיבולי
(2) צימוד אינדוקטיבי
(3) צימוד התנגדות
א. צימוד הולכה התנגדות הנגרם על ידי ההתנגדות הפנימית של ספק הכוח הציבורי
ב. צימוד הולכה התנגדות הנגרם על ידי עכבה של חוט ההארקה המשותף
ג. צימוד הולכה התנגדות הנגרם על ידי עכבת קו משותף
(2) ערוצי שידור להפרעות קרינה
(1) במיתוג ספקי כוח, ניתן להניח שרכיבים וחוטים שיכולים להוות מקורות הפרעות קרינה הם אנטנות, וניתן להשתמש בתיאוריות הדיפול החשמלי והדיפול המגנטי לניתוח; ניתן להניח שדיודות, קבלים וצינורות מיתוג כוח הם דיפול חשמלי, ניתן להניח כי סליל משרן הוא דיפול מגנטי;
(2) כאשר אין גוף מגן, ערוץ השידור של הגל האלקטרומגנטי הנוצר על ידי דיפולים חשמליים ודיפולים מגנטיים הוא אוויר (ניתן להניח שהוא מקום פנוי);
(3) כאשר קיים מגן, יש לשקול את הרווחים והחורים במגן ולנתח ולעבד אותו לפי המודל המתמטי של שדה הדליפה.
3. 9 אמצעים עיקריים לדיכוי EMI בהחלפת ספקי כוח
בהחלפת ספקי כוח, שינויים פתאומיים במתח ובזרם, כלומר, dv/dt ו-di/dt גבוהים, הם הגורמים העיקריים ל-EMI. האמצעים הטכניים ליישום תכנון EMC של מיתוג ספק כוח מבוססים בעיקר על שתי הנקודות הבאות:
(1) לצמצם למינימום את מקורות ההפרעות שנוצרו על ידי ספק הכוח עצמו, להשתמש בשיטות דיכוי הפרעות או לייצר רכיבים ומעגלים עם פחות הפרעות, ולבצע פריסה סבירה;
(2) דכא את ה-EMI של ספק הכוח ושפר את ה-EMS של ספק הכוח באמצעות הארקה, סינון, מיגון וטכנולוגיות אחרות.
אם נדבר בנפרד, תשעת האמצעים העיקריים הם:
(1) הפחת את dv/dt ו-di/dt (הפחת את ערכם השיא והאט את השיפוע שלהם)
(2) יישום סביר של וריסטור להפחתת מתח הנחשול
(3) שיכוך רשת מדכא חריגה
(4) השתמש בדיודות בעלות מאפייני התאוששות רכים כדי להפחית EMI בתדר גבוה
(5) תיקון גורם הספק אקטיבי וטכנולוגיות תיקון הרמוניות אחרות
(6) השתמש במסנן קו מתח שתוכנן כהלכה
(7) טיפול הארקה סביר
(8) אמצעי מיגון יעילים
(9) עיצוב PCB סביר
