1 шумовой ток электромагнитных помех
Существует множество топологий схемы импульсного источника питания, которые можно разделить на полный мост, полумост, двухтактный, несимметричный прямой, несимметричный обратноходовой и другие режимы в зависимости от комбинации трубки силового переключателя и высоковольтного преобразователь частоты. В модулях импульсного источника питания средней и малой мощности чаще используются топологии схем: двухтактная, односторонняя вперед, односторонняя обратная связь и так далее. Блок-схема типичной однотактной цепи прямого импульсного источника питания показана на рис. 1. Она состоит из лампы силового переключателя Q1, высокочастотного трансформатора T, выпрямительного диода Dl, обратного диода D2, катушки индуктивности выходного фильтра. L и выходной фильтрующий конденсатор C. При работе блок управления PWM может посылать импульсный сигнал с переменной шириной импульса для управления лампой переключателя Q1. Когда переключающая трубка Q1 включена, энергия постоянного тока на входе передается во вторичную обмотку через высокочастотный трансформатор. Когда трубка переключателя Q1 выключена, высокочастотный трансформатор для магнитного сброса. Высокочастотный импульс, проходящий через высокочастотный трансформатор, выпрямляется в однонаправленный пульсирующий постоянный ток с помощью выпрямительного диода. После того, как этот пульсирующий постоянный ток фильтруется катушкой индуктивности выходного фильтра и конденсатором фильтра, может быть отправлено требуемое напряжение постоянного тока.
В процессе высокочастотного переключения транзистора силового переключателя Q1 импульсы, проходящие через силовой ключевой транзистор и высокочастотный трансформатор, будут генерировать сложные гармонические напряжения и гармонические токи. Шум, создаваемый этими гармоническими напряжениями и гармоническими токами, может передаваться на терминал общественного питания через входную линию питания или на нагрузку через выходную линию импульсного источника питания, создавая тем самым помехи для других систем или чувствительных компонентов. Шумовой спектр этих шумов, проводимых по линии электропередач, показан на рисунке 2. Из рисунка видно, что в полосе частот от нескольких сотен кГц до 50 МГц, то есть в полосе частот основной и нескольких гармоник частота коммутации В пределах диапазона амплитуда шума помех значительно превышает диапазон, указанный в GJBL51A, что приводит к тому, что индикаторы электромагнитной совместимости, такие как шум проводимости системы, превышают стандарт.
2. Синфазный ток помех
Все компоненты схемы модуля импульсного источника питания для поверхностного монтажа с металлической конструкцией корпуса собраны на подложке. Активные устройства, такие как микросхемы ШИМ-управления, трубки переключателей питания и выпрямительные диоды, являются компонентами корпуса для поверхностного монтажа. Напряжение и ток входа и выхода посылаются выводами.
Нижняя пластина оболочки трубы является носителем подложки из оксида алюминия. Лицевая сторона подложки из оксида алюминия представляет собой зону проводки и зону сборки компонентов. Крепятся металлические опоры. Диэлектрическая проницаемость подложки из оксида алюминия равна 8, а толщина обычно находится в диапазоне от 0,5 до 1,0 мм. В области сборки на передней стороне подложки из оксида алюминия компоненты для поверхностного монтажа (такие как микросхемы управления ШИМ, операционные усилители, опорные источники, MOSFET-переключатели, выпрямительные диоды) подключаются к проводке с помощью припоя (например, токопроводящего клея, припоя оплавления и т. д.) колодки в районе подключены. Хотя этот метод соединения представляет собой петлю цепи, он также вносит в цепь новую паразитную емкость Cp.
В первичном контуре микросхема переключателя питания, микросхема управления ШИМ, микросхема операционного усилителя, дорожки положительных и отрицательных входных линий источника питания и т. д. будут генерировать паразитную емкость Cp между нижней пластиной корпуса и емкостью паразитная емкость зависит от толщины подложки. и площадь, которую они занимают на полу. Таким образом, в схеме между этими компонентами и их дорожками и нижней пластиной корпуса образуются распределенные емкости Cp1, Cp2,..., Cp6 и т.д. Эти распределенные емкости будут вызывать шумовые токи под совместным влиянием dV/dt, dI/dt и тока обратного восстановления выпрямительного диода. Эти шумовые токи равны по величине и фазе между положительным и отрицательным входом линии питания и между положительным и отрицательным выходом линии нагрузки и называются синфазными шумовыми токами. Величина тока синфазного шума связана с величиной распределенной емкости, dV/dt, dI/dt и т. д.
3. Первичный дифференциальный ток помех
Первичный дифференциальный ток помех в первичном контуре, силовая коммутационная трубка Q1, первичная обмотка высокочастотного трансформатора Lp и входной фильтрующий конденсатор Ci составляют входную схему преобразования постоянного тока импульсного источника питания. Энергия постоянного тока передается во вторичную обмотку через высокочастотный трансформатор. Однако при переключении силового ключа Q1 основная волна и гармоники, вызванные нарастанием и спадом высокочастотного импульса, будут передаваться на клемму входного источника питания вдоль конденсатора входного фильтра Ci, и этот шумовой ток распространяется вдоль положительного и минусовые клеммы входной линии питания. Он называется первичным дифференциальным током помех IDIFF. Этот дифференциальный ток помех IDIFF течет к общей клемме источника питания через входную линию питания, особенно когда конденсатор входного фильтра Ci недостаточно отфильтрован, помехи на входной линии питания велики, и он также будет мешать другим частям. системы через общую клемму питания. Таким образом, рабочие показатели остальных деталей снижаются.
