Sơ đồ thiết kế tối ưu hóa EMC để chuyển đổi nguồn điện PCB
Đường nhiễu của nhiễu bộ chuyển đổi loại chuyển mạch cung cấp các điều kiện ghép nối cho nguồn nhiễu và thiết bị gây nhiễu, đồng thời nghiên cứu về nhiễu chế độ chung và nhiễu chế độ vi sai của nó là đặc biệt quan trọng. Chủ yếu phân tích các mô hình tần số cao của các thành phần chính của mạch, cũng như các mô hình mạch của nhiễu chế độ chung và chế độ vi sai, cung cấp hỗ trợ có lợi cho thiết kế tối ưu hóa EMC của PCB cung cấp điện chuyển mạch.
Nhiễu chế độ chung và nhiễu chế độ vi sai của nguồn điện chuyển mạch có tác động khác nhau đến mạch. Thông thường, nhiễu chế độ vi sai chiếm ưu thế ở tần số thấp và nhiễu chế độ chung chiếm ưu thế ở tần số cao. Hơn nữa, hiệu ứng bức xạ của dòng điện chế độ chung thường lớn hơn nhiều so với hiệu ứng bức xạ của dòng điện chế độ vi sai. Vì vậy, cần phân biệt giữa nhiễu chế độ vi sai và nhiễu chế độ chung trong nguồn điện.
Để phân biệt nhiễu chế độ vi sai và nhiễu chế độ chung, trước tiên chúng ta cần nghiên cứu chế độ ghép cơ bản của nguồn điện chuyển mạch. Dựa trên điều này, chúng ta có thể thiết lập các đường dẫn mạch cho dòng nhiễu chế độ vi sai và dòng nhiễu chế độ chung. Khớp nối dẫn của nguồn điện chuyển mạch chủ yếu bao gồm:
Khớp dẫn điện dựa trên mạch, khớp nối điện dung, khớp nối cảm ứng và sự kết hợp của các phương pháp ghép này.
1 Mô hình đường nhiễu ở chế độ chung và chế độ vi sai
Trong các bộ nguồn chuyển mạch, các đường nhiễu ở chế độ chung và nhiễu ở chế độ vi sai được hình thành do điện dung ghép CW giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của máy biến áp cao tần, điện dung lạc CK giữa ống nguồn và tản nhiệt, các thông số ký sinh của ống nguồn bản thân chúng, và độ tự cảm lẫn nhau, độ tự cảm, điện dung lẫn nhau, điện dung tự, trở kháng và các thông số ký sinh khác được hình thành bằng cách ghép lẫn nhau giữa các dây in, dẫn đến nhiễu ở chế độ chung và chế độ vi sai. Trên cơ sở phân tích các mô hình tham số ký sinh của điện trở, điện cảm, điện dung của các thiết bị chuyển mạch nguồn, máy biến áp và dây in, có thể thu được mô hình đường truyền nhiễu của bộ chuyển đổi.
Mô hình tần số cao của các thành phần chính của 2 mạch
Độ tự cảm và điện dung ký sinh bên trong của công tắc nguồn ảnh hưởng đến hiệu suất tần số cao của mạch. Các tụ điện này làm cho dòng điện rò rỉ nhiễu tần số cao chạy đến đế kim loại và có một tụ điện CK nằm giữa công tắc nguồn và tản nhiệt. Vì lý do an toàn, tản nhiệt thường được nối đất, cung cấp đường dẫn tiếng ồn ở chế độ chung.
Trong quá trình hoạt động của bộ biến đổi tín hiệu điều chế độ rộng xung, tiếng ồn chế độ chung cũng được tạo ra cùng với hoạt động của các thiết bị chuyển mạch. Như được hiển thị trong Hình 1, đối với bộ chuyển đổi nửa cầu, điện áp rò rỉ của công tắc Q1 luôn là U1 và điện thế nguồn thay đổi trong khoảng 0 và U1/2 khi thay đổi trạng thái công tắc; Thế năng nguồn của Q2 luôn là 0 và thế năng tiêu hao thay đổi trong khoảng 0 và U1/2. Để duy trì sự tiếp xúc tốt giữa ống công tắc và bộ tản nhiệt, người ta thường bổ sung các miếng đệm cách nhiệt hoặc silicone có tính dẫn nhiệt tốt giữa đáy ống công tắc và bộ tản nhiệt. Điều này dẫn đến sự xuất hiện của tụ điện ghép song song CK giữa điểm A và mặt đất. Khi trạng thái của ống công tắc Q1 và Q2 thay đổi làm thay đổi điện thế điểm A sẽ tạo ra dòng nhiễu Ik trên CK như hình 2. Dòng điện chạy từ tản nhiệt đến vỏ máy có công suất trở kháng ghép với đường dây nguồn chính, tạo thành đường nhiễu chế độ chung như được minh họa bằng đường nét đứt trên Hình 2. Do đó, dòng nhiễu chế độ chung tạo ra sự sụt giảm điện áp trên trở kháng ghép Z giữa mặt đất và đường dây nguồn chính, tạo thành tiếng ồn chế độ chung.
