Metoda badania filtrów EMI w zakresie przełączania źródeł zasilania

Metody projektowania filtrów EMI zasilania:

1. Ogólna metoda określania fcn:

Częstotliwość odcięcia dławienia należy określić zgodnie z wymaganiami projektowymi zgodności elektromagnetycznej.wymagane jest zmniejszenie poziomu zakłóceń do określonego zakresuW przypadku odbiornika jego jakość odbioru odzwierciedla się w wymaganiach dotyczących tolerancji hałasu.

Źródło zakłóceń: fcn=kT× ((niska częstotliwość zakłóceń w systemie); Odbiornik: fcn=kRX ((niska częstotliwość zakłóceń w środowisku elektromagnetycznym).

W formule kT i kR są określane zgodnie z wymogami kompatybilności elektromagnetycznej i zazwyczaj przyjmują 1/3 lub 1/5.częstotliwość odcięcia odgłosu zasilania lub filtr wyjściowy zasilania wynosi fen=20~30 kHz (gdy częstotliwość przełączania zasilania f wynosi 100 kHz); częstotliwość ograniczona sygnału hałasowego jest fcn=10~30MHz (w przypadku urządzeń technologii informacyjnych o prędkości przesyłu 100Mbps).

Ponadto w przypadku urządzeń ze specjalnymi formami fal prądu wejściowego such as power input circuits connected to direct rectification and capacitor filtering (this is usually the case for switching power supplies and electronic ballasts without power factor correction (PFC)), częstotliwość odcięcia hałasu fcn może być niższa, aby odfiltrować interferencję przewodzenia 2 ~ 40 harmonicznego prądu.Federalna Komisja Komunikacji (FCC) Stanów Zjednoczonych określa, że częstotliwość początkowa zakłóceń elektromagnetycznych wynosi 300 kHz; Międzynarodowy Specjalny Komitet ds. zakłóceń radiowych (CISPR) określa, że jest to 150 kHz; a amerykański standard wojskowy określa, że jest to 10 kHz.

2. obwód filtracji hałasu

W przypadku wprowadzenia tłoczenia do obwodu efekt tłumienia hałasu zależy nie tylko od wielkości impedancji tłoczenia ZF,ale także na impedancji przed i po obwodzie, w którym znajduje się uduszenie (iAnaliza sieci wskazuje, że w zakresie częstotliwości roboczej impedancja wejściowa i wyjściowa linii przesyłowej są dopasowane,który może zmaksymalizować transmisję mocy sygnałuW przypadku hałasu, naturalnie myślimy o wstawieniu filtra hałasu, aby jego impedancja wejściowa i wyjściowa nie pasowała w zakresie częstotliwości hałasu, aby zminimalizować tłumienie hałasu.

W związku z tym wybór konstrukcji i komponentów filtra hałasu zależy od impedancji źródła i impedancji obciążenia obwodu, w którym znajduje się filtr hałasu.Filtr anty-EMI jest w rzeczywistości filtrem braku zgody hałasuW tym miejscu proponujemy konkretnie koncepcję nierówności hałasu w celu ułatwienia analizy interakcji pomiędzy hałasem a filtrami hałasu (patrz sekcja zasady zastosowania poniżej).

Rysunek 1 Podstawowy obwód filtra hałasu

Obwody filtrów hałasu zazwyczaj wykorzystują struktury obwodowe w kształcie x, T, L i ich kombinacje do tworzenia filtrów niskoprzystosowanych.,w przypadku hałasu o wysokiej częstotliwości struktura w kształcie n może zapewniać niską impedancję wejściową i wyjściową, co jest odpowiednie w przypadkach, gdy impedancja źródła i impedancja obciążenia obwodu są wysokie;konstrukcja w kształcie T może zapewnić wysoką impedancję wejściową i wyjściową, który jest odpowiedni w przypadkach, gdy impedancja źródła i impedancja obciążenia obwodu są niskie;struktura w kształcie litery L może zapewniać wysoką impedancję wejściową i niską impedancję wyjściową (lub odwrotnie), który jest odpowiedni w przypadkach, gdy impedancja źródła i impedancja obciążenia obwodu są niskie (lub odwrotnie).Określenie wartości L i C elementów filtracji musi spełniać wymagania obwodu dotyczące utraty wprowadzania na częstotliwości hałasu, można obliczyć w przybliżeniu w następujący sposób:

L=Z/(2I×fc), C=1/(2n×fe×Z)

Z to impedancja uduszenia hałasu, impedancja wejścia filtra lub impedancja wyjścia.Ponieważ dla częstotliwości tak wysokich jak 100kHz i jej harmonikiW celu ułatwienia obliczeń projektowych, w celu zapewnienia zgodności pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarów pomiarówcharakterystyki częstotliwości impedancji faktycznego kondensatora i metoda obliczania indukcyjności ołowiu podane są poniżej:Biorąc pod uwagę wpływ strat kondensatora i indukcyjności ołowiu, właściwości wirtualnego obwodu ekwiwalentu kondensatora i częstotliwości impedancji są przedstawione na rysunku 2.

Indukcyjność ołowiu oblicza się według następującego wzoru:

L=0,002/[ln(4l/d) -1]

gdzie d jest średnicą drutu (cm), 1 jest długością drutu (cm), a L jest indukcją (uH).

Na przykład drut 0,31 mm o długości 1=1cm, L=0,0077uH, gdy częstotliwość wynosi 1MHz, Z=0.0499; gdy częstotliwość wynosi 100 MHz, Z=4.99Kiedy 1=2cm, L=0.0182uH, kiedy częstotliwość wynosi 100MHz, Z=11.44 ohm.

3Zasada stosowania filtra hałasu

Metoda lub procedura wyboru i stosowania filtrów hałasu zgodnie z wymogami zgodności elektromagnetycznej nie jest wyjątkowa.Należy to rozwiązać w ramach procesu projektowania kompatybilności elektromagnetycznej w projekcie elektrycznymPrzed zaprojektowaniem i użyciem filtrów hałasu warto jednak zrozumieć tryb rozprzestrzeniania się zakłóceń elektromagnetycznych, zakres częstotliwości hałasu,i środowiska elektromagnetycznego układu wprowadzonego.

Istnieją w przybliżeniu dwa sposoby rozprzestrzeniania się zakłóceń elektromagnetycznych:

Jeden jest interferencją przeprowadzaną, a drugi jest interferencją promieniowaną. The board-mounted noise filter used to improve the circuit noise tolerance can be designed to work in a certain frequency band within the frequency range of 9kHz~1780MHz (according to the relevant electromagnetic compatibility standards)Ogólnie rzecz biorąc, można uznać, że: segment hałasu o niskiej częstotliwości przejawia się w formie przeprowadzanych zakłóceń (nękania),i filtr hałasu opiera się głównie na reaktansu indukcyjnej dławicy, aby zapewnić tłumienie hałasuW tym momencie przewodząca moc hałasu jest pochłaniana przez odpowiedni opór tłoczenia i obejmowana przez rozproszoną pojemność.Zdarza się, że promieniowane zakłócenia stają się główną formą zakłóceń..

Promieniowane zakłócenia wywołują prąd hałasowy na pobliskich komponentach i przewodzie, a w ciężkich przypadkach może powodować samo-podniecenie obwodu,który staje się bardziej widoczny w przypadku montażu części układu o małej i wysokiej gęstościWiększość urządzeń anty-EMI jest wstawiana do obwodu jako filtry niskoprzystosowane do tłumienia lub absorbowania zakłóceń hałasu.częstotliwość odcięcia filtra fcn można zaprojektować lub wybraćJak wspomniano powyżej, filtr hałasu jest wprowadzany do obwodu jako nierówność hałasu.Wykorzystanie koncepcji niespójności hałasu, funkcję filtra można rozumieć w następujący sposób: poprzez filtr hałasu hałas może zmniejszać poziom dźwięku wytwarzanego w wyniku podziału napięcia (tęsnienie);lub absorbują moc hałasu z powodu wielokrotnych odbić; lub niszczyć warunki pasożytniczych drgawek spowodowane zmianami fazy kanału, a tym samym poprawić tolerancję hałasu obwodu.

Ponadto przy projektowaniu i stosowaniu urządzeń przeciwdziałających EMI należy zwrócić uwagę na następujące kwestie:

(1) Rozumienie środowiska elektromagnetycznego i racjonalny wybór zakresu częstotliwości;

(2) Czy w obwodzie, w którym znajduje się filtr hałasu, jest prąd stały lub silny prąd przemienny, aby zapobiec awarii zasięgu rdzenia urządzenia;

(3) Zrozumieć wielkość i właściwości impedancji przed i po układzie wprowadzającym, aby osiągnąć niespójność hałasu.i nadaje się do stosowania w warunkach niskiej impedancji źródła i impedancji obciążenia;

(4) Zwróć uwagę na indukcyjne zakłócenia x generowane przez rozproszoną pojemność i sąsiednie komponenty i przewody;

(5) Kontrolowanie podnoszenia temperatury urządzenia, zazwyczaj nieprzekraczającego 60°C.