1 Шумовий струм EMI
Існує багато схемних топологій імпульсного джерела живлення, які можна розділити на повний міст, напівмост, двотактний, односторонній прямий, односторонній зворотний ход та інші режими відповідно до комбінації трубки перемикача живлення та високої потужності. частотний трансформатор. У модулях джерела живлення з перемиканням середньої та малої потужності частіше використовуються топології ланцюгів: двотактний, односторонній, зворотний, односторонній і так далі. Блок-схема типового однотактного прямого імпульсного джерела живлення показана на малюнку 1. Вона складається з перемикача живлення Q1, високочастотного трансформатора T, випрямляючого діода Dl, вільного діода D2, індуктора вихідного фільтра. L і конденсатор вихідного фільтра C. Під час роботи блок управління ШІМ може посилати імпульсний сигнал зі змінною шириною імпульсу для керування перемикальною трубкою Q1. Коли комутаційна трубка Q1 увімкнена, енергія постійного струму на вхідному кінці передається до вторинної обмотки через високочастотний трансформатор. Коли перемикач трубки Q1 вимкнено, високочастотний трансформатор для магнітного скидання. Високочастотний імпульс, що передається через високочастотний трансформатор, випрямляється в односпрямований пульсуючий постійний струм випрямним діодом. Після того, як цей пульсуючий постійний струм буде відфільтрований індуктором вихідного фільтра та конденсатором фільтра, необхідна напруга постійного струму може бути відправлена.
Під час високочастотного процесу перемикання транзистора Q1 перемикача потужності імпульси, що проходять через транзистор перемикача живлення та високочастотний трансформатор, створюватимуть складні гармонічні напруги та гармонічні струми. Шум, створюваний цими гармонічними напругами та гармонійними струмами, може передаватися на термінал загального джерела живлення через вхідну лінію живлення або на навантаження через вихідну лінію імпульсного джерела живлення, тим самим викликаючи перешкоди для інших систем або чутливих компонентів. Спектр шумів цих шумів, що передаються по лінії електропередач, показаний на малюнку 2. З малюнка видно, що в діапазоні частот від кількох сотень кГц до 50 МГц, тобто в діапазоні частот основної та кількох гармонік частота перемикання У межах діапазону амплітуда шуму перешкод значно перевищує діапазон, визначений GJBl51A, що призведе до того, що індикатори електромагнітної сумісності, такі як шум провідності системи, перевищать стандарт.
2. Синфазний струм перешкод
Усі компоненти схеми імпульсного модуля живлення для поверхневого монтажу з металевою корпусною структурою зібрані на підкладці. Активні пристрої, такі як мікросхеми управління ШІМ, трубки перемикача живлення та випрямні діоди, є компонентами корпусу, що монтуються на поверхні. Напруга та струм на вході та виході надсилаються проводами.
Нижня пластина трубної оболонки є носієм підкладки з оксиду алюмінію. Лицьова сторона підкладки з оксиду алюмінію є зоною проводки та зоною складання компонентів. Прикріплені металеві опорні пластини. Діелектрична проникність підкладки з оксиду алюмінію становить 8, а товщина зазвичай знаходиться в діапазоні від 0.5 до 1.0 мм. У зоні складання на передній стороні підкладки з оксиду алюмінію компоненти для поверхневого монтажу (такі як мікросхеми керування ШІМ, операційні підсилювачі, опорні джерела, перемикачі MOSFET, випрямні діоди) під’єднані до проводки за допомогою пайки (наприклад, провідний клей, припій оплавленням, і т. д.) колодки в області з'єднані. Незважаючи на те, що цей спосіб підключення являє собою петлю ланцюга, він також привносить у схему нову паразитну ємність Cp.
У первинному контурі мікросхема перемикача живлення, мікросхема управління ШІМ, мікросхема операційного підсилювача, сліди позитивних і негативних вхідних ліній джерела живлення тощо створюватимуть паразитну ємність Cp між нижньою пластиною оболонки та ємністю паразитна ємність залежить від товщини підкладки. і площі, яку вони займають на підлозі. Таким чином, у схемі розподілені ємності Cp1, Cp2, ..., Cp6 тощо утворюються між цими компонентами та їхніми слідами та нижньою пластиною корпусу. Ці розподілені ємності спричинятимуть шумові струми під сукупним впливом dV/dt, dI/dt і зворотного струму відновлення випрямного діода. Ці шумові струми рівні за величиною та фазою між позитивним і негативним полюсами вхідної лінії живлення та між позитивним і негативним полюсами вихідної лінії навантаження, і називаються синфазними шумовими струмами. Величина струму синфазного шуму пов’язана з розміром розподіленої ємності, dV/dt, dI/dt тощо.
3. Первинний диференціальний струм перешкод
Первинний диференціальний струм перешкод у первинному контурі, комутаційна трубка Q1, первинна обмотка високочастотного трансформатора Lp і конденсатор Ci вхідного фільтра складають вхідну схему перетворення постійного струму імпульсного джерела живлення. Енергія постійного струму передається у вторинну обмотку через високочастотний трансформатор. Однак, коли перемикач живлення Q1 перемикається, основна хвиля та гармоніки, спричинені наростанням і спадом високочастотного імпульсу, будуть передаватися на вхідний термінал джерела живлення вздовж конденсатора вхідного фільтра Ci, і цей шумовий струм поширюється вздовж позитивної лінії. і мінусові клеми вхідної лінії живлення. Він називається первинним диференціальним струмом перешкод IDIFF. Цей струм перешкод IDIFF в диференціальному режимі надходить до загальної клеми джерела живлення через вхідну лінію живлення, особливо коли конденсатор вхідного фільтра Ci недостатньо відфільтрований, перешкоди для вхідної лінії живлення великі, і це також заважатиме іншим частинам системи через загальний термінал живлення. Таким чином, знижуються показники ефективності інших частин.
