Оптимизированная по ЭМС схема проектирования печатной платы импульсного источника питания
Траектория помех преобразователя переключающего типа обеспечивает условия связи для источника помех и оборудования, подвергающегося помехам, и особенно важно исследование синфазных и дифференциальных помех. В основном анализируются высокочастотные модели основных компонентов схемы, а также модели схемы синфазного и дифференциального шума, что оказывает полезную помощь при проектировании оптимизации ЭМС печатных плат переключающих источников питания.
Синфазные и дифференциальные помехи импульсных источников питания оказывают различное влияние на схему. Обычно дифференциальный шум доминирует на низких частотах, а синфазный шум — на высоких частотах. Более того, радиационный эффект синфазного тока обычно намного больше, чем эффект излучения дифференциального тока. Поэтому необходимо различать дифференциальные помехи и синфазные помехи в источниках питания.
Чтобы отличить дифференциальные помехи от синфазных помех, нам сначала необходимо изучить основной режим связи импульсного источника питания. Основываясь на этом, мы можем установить пути цепи для дифференциального и синфазного шумового тока. Кондуктивная связь импульсного источника питания в основном включает в себя:
Кондуктивная связь на основе схемы, емкостная связь, индуктивная связь и комбинация этих методов связи.
1 Модели синфазного и дифференциального шумовых путей
В импульсных источниках питания синфазные и дифференциальные шумовые пути формируются за счет емкости связи CW между первичной и вторичной обмотками высокочастотных трансформаторов, паразитной емкости CK между силовыми лампами и радиаторами, паразитных параметров силовых ламп. сами по себе, а также взаимная индуктивность, самоиндукция, взаимная емкость, собственная емкость, импеданс и другие паразитные параметры, образующиеся в результате взаимной связи между печатными проводами, что приводит к синфазным и дифференциальным помехам. На основе анализа моделей паразитных параметров сопротивления, индуктивности и емкости силовых коммутационных устройств, трансформаторов и печатных проводов можно получить модель шумового пути тока преобразователя.
Высокочастотные модели основных компонентов 2 цепи
Внутренняя паразитная индуктивность и емкость силового ключа влияют на высокочастотные характеристики схемы. Эти конденсаторы вызывают протекание тока утечки высокочастотных помех на металлическую подложку, а между силовым ключом и радиатором находится паразитный конденсатор CK. По соображениям безопасности радиатор обычно заземляется, обеспечивая путь прохождения синфазных помех.
При работе ШИМ-преобразователей наряду с работой коммутационных устройств также образуются синфазные помехи. Как показано на рисунке 1, для полумостового преобразователя напряжение утечки переключателя Q1 всегда равно U1, а потенциал источника изменяется между 0 и U1/2 при изменении состояния переключателя; Потенциал истока Q2 всегда равен 0, а потенциал стока варьируется от 0 до U1/2. Чтобы поддерживать хороший контакт между трубкой переключателя и радиатором, между нижней частью трубки переключателя и радиатором часто добавляют изоляционные прокладки или силикон с хорошей теплопроводностью. Это приводит к появлению параллельного конденсатора связи CK между точкой A и землей. При изменении состояния трубок переключателя Q1 и Q2, вызывающем изменение потенциала точки А, на СК будет генерироваться шумовой ток Ik, как показано на рисунке 2. Ток течет от радиатора к корпусу, имеющему сопротивление связи с основной линией питания, образуя путь синфазного шума, как показано пунктирной линией на рисунке 2. Следовательно, ток синфазного шума создает падение напряжения на сопротивлении связи Z между землей и основной линией питания, образуя синфазный шум.
