Giải pháp thiết kế EMC tối ưu hóa cho việc chuyển đổi nguồn điện PCB
Đường nhiễu của nhiễu bộ chuyển đổi chuyển mạch cung cấp các điều kiện ghép nối cho nguồn nhiễu và thiết bị gây nhiễu, và việc nghiên cứu nhiễu chế độ chung và nhiễu chế độ vi sai của nó là đặc biệt quan trọng. Mô hình tần số cao của các thành phần chính của mạch cũng như mô hình mạch của nhiễu chế độ chung và nhiễu chế độ vi sai chủ yếu được phân tích để cung cấp trợ giúp hữu ích cho thiết kế tối ưu hóa EMC của nguồn điện chuyển mạch PCB.
Ảnh hưởng của nhiễu chế độ chung và nhiễu chế độ vi sai đối với mạch cấp nguồn chuyển mạch là khác nhau. Thông thường, nhiễu ở chế độ vi sai chiếm ưu thế ở tần số thấp và nhiễu ở chế độ chung chiếm ưu thế ở tần số cao, và hiệu ứng bức xạ của dòng điện ở chế độ chung thường lớn hơn nhiều so với dòng điện ở chế độ vi sai, vì vậy cần phân biệt giữa nhiễu vi sai. nhiễu chế độ 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, trên cơ sở đó chúng ta có thể thiết lập đường dẫn mạch của dòng nhiễu chế độ vi sai và chế độ chung. dòng điện nhiễu. Khớp nối dẫn của nguồn điện chuyển mạch chủ yếu là:
Khớp nối dẫn dựa trên mạch, khớp nối điện dung, khớp nối cảm ứng và hỗn hợp các phương pháp ghép này.
1 Mô hình đường nhiễu chế độ chung và chế độ vi sai
Chuyển mạch nguồn điện do máy biến áp cao tần ghép điện dung CW giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp, ống nguồn và tản nhiệt giữa sự có mặt của điện dung lạc CK, các thông số ký sinh riêng của ống nguồn cũng như dây in do hình thành điện cảm lẫn nhau , tự cảm, điện dung lẫn nhau, điện dung tự, trở kháng và các thông số ký sinh khác do sự hình thành khớp nối lẫn nhau, nhiễu chế độ chung và đường nhiễu chế độ kém, do đó hình thành nhiễu chế độ chung và nhiễu dẫn chế độ kém. Mô hình đường dẫn dòng nhiễu của bộ chuyển đổi có thể thu được trên cơ sở phân tích các mô hình tham số ký sinh của các thiết bị chuyển mạch nguồn, máy biến áp và điện trở, độ tự cảm và điện dung của dây in.
2 Mô hình tần số cao của các thành phần chính của mạch
Độ tự cảm và điện dung ký sinh bên trong của các ống chuyển mạch nguồn ảnh hưởng đến hiệu suất tần số cao của mạch. Các điện dung này cho phép dòng điện rò rỉ nhiễu tần số cao chạy đến bề mặt kim loại và có một điện dung lạc CK giữa các ống nguồn và tản nhiệt, thường được nối đất vì lý do an toàn, cung cấp đường nhiễu chế độ chung.
Hoạt động của bộ chuyển đổi xung đi kèm với hoạt động của các thiết bị chuyển mạch và tiếng ồn chế độ chung tương ứng. Như được hiển thị trong Hình 1, đối với bộ chuyển đổi nửa cầu, điện áp tiêu hao của công tắc Q1 luôn là U1 và điện thế nguồn thay đổi trong khoảng 0 và U1/2 khi trạng thái chuyển mạch thay đổi; điện thế nguồn của Q2 luôn là 0 và điện thế thoát thay đổi trong khoảng 0 và U1/2. Để duy trì sự tiếp xúc tốt giữa ống chuyển mạch và tản nhiệt, người ta thường thêm một miếng đệm cách điện giữa đáy ống chuyển mạch và tản nhiệt hoặc bôi silicon cách nhiệt có tính dẫn nhiệt tốt lên đáy ống chuyển mạch và tấm tản nhiệt. tản nhiệt. Điều này làm cho điểm A nối đất tương đương với sự tồn tại của điện dung ghép song song CK, khi trạng thái của ống chuyển mạch Q1, Q2 thay đổi, do đó điện thế điểm A thay đổi sẽ tạo ra dòng nhiễu Ick trong CK, như được hiển thị trong Hình 2. Dòng điện từ tản nhiệt đến khung máy và khung máy, tức là đất và đường dây điện chính có trở kháng ghép, hình thành đường nhiễu chế độ chung như trong đường chấm chấm ở Hình 2. Kết quả là, dòng nhiễu chế độ chung tạo ra sự sụt giảm điện áp trên trở kháng ghép Z giữa mặt đất và đường dây điện chính, tạo thành nhiễu chế độ chung.
