ประสบการณ์การออกแบบ EMI ของแหล่งจ่ายไฟสลับโหมด
1. แหล่งกำเนิด EMI ของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
แหล่งที่มาของการรบกวน EMI ของอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งนั้นกระจุกตัวอยู่ในสวิตช์ไฟ ไดโอดเรียงกระแส หม้อแปลงความถี่สูง ฯลฯ การรบกวนของสภาพแวดล้อมภายนอกต่ออุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งส่วนใหญ่มาจากความกระวนกระวายใจของโครงข่ายไฟฟ้า ฟ้าผ่า การแผ่รังสีจากภายนอก ฯลฯ
(1) ท่อสวิตช์ไฟ
ท่อสวิตช์เปิด/ปิดทำงานในสถานะการแปลงรอบเปิด-ปิดอย่างรวดเร็ว และทั้ง dv/dt และ di/dt กำลังเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นหลอดสวิตช์ไฟจึงไม่เพียงแต่เป็นแหล่งสัญญาณรบกวนหลักของการเชื่อมต่อสนามไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังเป็นแหล่งสัญญาณรบกวนหลักของการเชื่อมต่อสนามแม่เหล็กด้วย
(2) หม้อแปลงความถี่สูง
แหล่งกำเนิด EMI ของหม้อแปลงความถี่สูงมีความเข้มข้นในการเปลี่ยนแปลงวงจรอย่างรวดเร็วของ di/dt ซึ่งสอดคล้องกับตัวเหนี่ยวนำการรั่วไหล ดังนั้นหม้อแปลงความถี่สูงจึงเป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนที่สำคัญของการมีเพศสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็ก
(3) วงจรเรียงกระแสไดโอด
แหล่งกำเนิด EMI ของไดโอดเรียงกระแสมีความเข้มข้นในลักษณะการกู้คืนแบบย้อนกลับ จุดที่ไม่ต่อเนื่องของกระแสการกู้คืนแบบย้อนกลับจะทำให้เกิด dv/dt สูงในการเหนี่ยวนำ (การเหนี่ยวนำตะกั่ว การเหนี่ยวนำหลงทาง ฯลฯ) ส่งผลให้เกิดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรง
(4)พีซีบี
เพื่อความแม่นยำ PCB คือช่องสัญญาณเชื่อมต่อสำหรับแหล่งสัญญาณรบกวนที่กล่าวข้างต้น คุณภาพของ PCB สอดคล้องโดยตรงกับการปราบปรามแหล่ง EMI ที่กล่าวถึงข้างต้น
2. การจำแนกประเภทของช่องส่งสัญญาณ EMI ของแหล่งจ่ายไฟสลับ
(1) ช่องส่งสัญญาณสำหรับการรบกวนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า
(1) การมีเพศสัมพันธ์แบบคาปาซิทีฟ
(2) การมีเพศสัมพันธ์แบบเหนี่ยวนำ
(3) การมีเพศสัมพันธ์แบบต้านทาน
ก. ข้อต่อการนำไฟฟ้าแบบต้านทานที่เกิดจากความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายไฟสาธารณะ
ข. คัปปลิ้งการนำไฟฟ้าแบบต้านทานที่เกิดจากอิมพีแดนซ์ของสายกราวด์ทั่วไป
ค. คัปปลิ้งการนำไฟฟ้าแบบต้านทานที่เกิดจากอิมพีแดนซ์ของสายร่วม
(2) ช่องสัญญาณส่งสัญญาณรบกวนรังสี
(1) ในการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ส่วนประกอบและสายไฟที่สามารถประกอบเป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนรังสีสามารถสันนิษฐานได้ว่าเป็นเสาอากาศ และสามารถใช้ทฤษฎีไดโพลไฟฟ้าและไดโพลแม่เหล็กสำหรับการวิเคราะห์ ไดโอด ตัวเก็บประจุ และท่อสวิตชิ่งกำลังสามารถสันนิษฐานได้ว่าเป็นไดโพลไฟฟ้า ขดลวดเหนี่ยวนำสามารถถือว่าเป็นไดโพลแม่เหล็กได้
(2) เมื่อไม่มีตัวป้องกัน ช่องส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างโดยไดโพลไฟฟ้าและไดโพลแม่เหล็กจะเป็นอากาศ (ถือได้ว่าเป็นพื้นที่ว่าง)
(3) เมื่อมีโล่ ให้พิจารณาช่องว่างและรูในโล่ แล้ววิเคราะห์และประมวลผลตามแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของสนามรั่ว
3. 9 มาตรการสำคัญในการปราบปราม EMI ในการเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟ
ในการสลับแหล่งจ่ายไฟ การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของแรงดันและกระแส ซึ่งก็คือ dv/dt และ di/dt ที่สูง เป็นสาเหตุหลักของ EMI มาตรการทางเทคนิคในการใช้การออกแบบ EMC ของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งนั้นส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสองประเด็นต่อไปนี้:
(1) ลดแหล่งสัญญาณรบกวนที่สร้างโดยตัวจ่ายไฟเอง ใช้วิธีการระงับสัญญาณรบกวน หรือสร้างส่วนประกอบและวงจรที่มีการรบกวนน้อยกว่า และดำเนินการเค้าโครงที่เหมาะสม
(2) ระงับ EMI ของแหล่งจ่ายไฟและปรับปรุง EMS ของแหล่งจ่ายไฟผ่านการต่อสายดิน การกรอง การป้องกัน และเทคโนโลยีอื่น ๆ
มาตรการหลัก 9 ประการแยกกันคือ:
(1) ลด dv/dt และ di/dt (ลดค่าสูงสุดและลดความชันลง)
(2) การใช้วาริสเตอร์อย่างสมเหตุสมผลเพื่อลดแรงดันไฟกระชาก
(3) เครือข่ายการทำให้หมาด ๆ ระงับการเกินกำหนด
(4) ใช้ไดโอดที่มีคุณสมบัติการกู้คืนแบบนุ่มนวลเพื่อลด EMI ความถี่สูง
(5) การแก้ไขตัวประกอบกำลังแบบแอคทีฟและเทคโนโลยีการแก้ไขฮาร์มอนิกอื่น ๆ
(6) ใช้ตัวกรองสายไฟที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสม
(7) การต่อสายดินที่เหมาะสม
(8) มาตรการป้องกันที่มีประสิทธิภาพ
(9) การออกแบบ PCB ที่เหมาะสม
