Optimerad EMC-designlösning för att byta strömförsörjningskretskort
Interferensvägen för omkopplarbrus ger kopplingsförhållanden för interferenskällan och den störda utrustningen, och studiet av dess common mode interferens och differential mode interferens är särskilt viktigt. Högfrekvensmodellen av kretsens huvudkomponenter samt kretsmodellen för common mode och differential mode-brus analyseras huvudsakligen för att ge användbar hjälp för EMC-optimeringsdesignen för switchande strömförsörjningskretskort.
Effekterna av interferens i common mode och differential mode interferens på kretsen för strömförsörjning är olika. Vanligtvis dominerar differentialmodsbruset vid låg frekvens och common mode bruset dominerar vid hög frekvens, och strålningseffekten av common mode-strömmen är vanligtvis mycket större än differentialmodströmmen, så det är nödvändigt att skilja mellan differentialen lägesstörningar och common mode-störningar i strömförsörjningen.
För att skilja mellan interferens i differentialmode och common-mode interferens måste vi först studera det grundläggande kopplingssättet för omkoppling av strömförsörjning, på basis av vilket vi kan fastställa kretsvägarna för differentialmode brusströmmar och common-mode bullerströmmar. Ledningskopplingen av switchande strömförsörjning är huvudsakligen:
Kretsbaserad ledningskoppling, kapacitiv koppling, induktiv koppling och en blandning av dessa kopplingsmetoder.
1 Common mode och differential mode brusvägsmodell
Omkoppling av strömförsörjning på grund av högfrekvent transformatorkopplingskapacitans CW mellan primär- och sekundärlindningarna, kraftrör och kylflänsar mellan förekomsten av strökapacitans CK, kraftrörets egna parasitära parametrar samt tryckta ledningar på grund av bildandet av ömsesidig induktans , självinduktans, ömsesidig kapacitans, självkapacitans, impedans och andra parasitära parametrar på grund av bildandet av ömsesidig koppling, common mode-brus och dålig-mode-brusväg, vilket bildar en common mode och dålig-mode-ledningsstörning. Brusströmvägsmodellen för omvandlaren kan erhållas på basis av analysen av parasitparametermodellerna för kraftomkopplingsanordningarna, transformatorerna och resistansen, induktansen och kapacitansen hos de tryckta ledningarna.
2 Högfrekvent modell av huvudkomponenterna i kretsen
Den interna parasitiska induktansen och kapacitansen hos strömkopplingsrören påverkar kretsens högfrekvensprestanda. Dessa kapacitanser tillåter högfrekventa interferensläckströmmar att flöda till metallsubstratet, och det finns en strökapacitans CK mellan kraftrören och kylflänsen, som vanligtvis är jordad av säkerhetsskäl, vilket ger en gemensam ljudväg.
Driften av PWM-omvandlaren åtföljs av driften av omkopplingsanordningarna och motsvarande brus i common mode. Som visas i figur 1, för en halvbryggomvandlare, är dräneringsspänningen för omkopplaren Q1 alltid U1, och källpotentialen varierar mellan 0 och U1/2 när omkopplingstillståndet ändras; källpotentialen för Q2 är alltid 0, och dräneringspotentialen varierar mellan 0 och U1/2. För att upprätthålla god kontakt mellan kopplingsröret och kylflänsen, läggs ofta en isolerande distans mellan kopplingsrörets botten och kylflänsen eller isolerande silikon med god värmeledningsförmåga smetas på botten av kopplingsröret och kylfläns. Detta gör att punkten A till marken är ekvivalent med förekomsten av en parallellkopplingskapacitans CK, när tillståndet för kopplingsröret Q1, Q2 ändras, så att punkt A-potentialen ändras, kommer den att producera brusström Ick i CK, eftersom visas i figur 2. Strömmen från kylflänsen till chassit, och chassit, det vill säga jorden och huvudströmledningen där är en kopplingsimpedans, bildandet av common mode-brusbanan som visas i figur 2 prickad linje. Som ett resultat genererar brusströmmen i common mode ett spänningsfall över kopplingsimpedansen Z mellan marken och huvudströmledningen, vilket bildar common mode brus.
