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En el diseño de la fuente de alimentación, incluso el diseño del convertidor de interruptor DC - DC ordinario tendrá una serie de problemas, especialmente en el diseño de la fuente de alimentación de alta potencia. Además de las consideraciones funcionales, los ingenieros también deben garantizar la solidez del diseño de PCB para cumplir con los objetivos de costo, el rendimiento térmico y las limitaciones de espacio, y por supuesto el progreso del diseño. Además, la interferencia electromagnética (emi) generada por la fuente de alimentación debe ser lo suficientemente baja por razones de especificación del producto y rendimiento del sistema. Sin embargo, el nivel de interferencia electromagnética de la fuente de alimentación es el proyecto más difícil de predecir con precisión en el diseño. Algunas personas incluso piensan que esto es imposible en absoluto, y lo que los diseñadores pueden hacer es considerarlo completamente en el diseño, especialmente en el diseño.
Aunque los principios discutidos en este artículo son aplicables a una amplia gama de diseños de energía, solo nos centramos en el convertidor DC - DC. Debido a su amplia gama de aplicaciones, casi todos los ingenieros de hardware están expuestos al trabajo relacionado con él, y tal vez en algún momento se tenga que diseñar un convertidor de potencia. En este artículo, consideraremos dos soluciones de compromiso comunes relacionadas con el diseño de baja interferencia electromagnética; Rendimiento térmico, interferencia electromagnética y dimensiones de soluciones relacionadas con el diseño de PCB y interferencia electromagnética. En este artículo, usaremos un simple convertidor antihipertensivo como ejemplo, como se muestra en la figura 1.
Figura 1. Convertidor antihipertensivo universal
Para medir la radiación y la interferencia electromagnética transmitida en el dominio de la frecuencia, esta es la expansión de la serie de Ft de formas de onda conocidas. Este trabajo estudia principalmente el rendimiento de la interferencia electromagnética radiada. En el convertidor antihipertensivo simultáneo, la forma de onda principal del interruptor que causa interferencia electromagnética es producida por q1 y q2, es decir, la corriente di / DT de cada FETs desde el drenaje hasta la fuente durante su respectivo ciclo de conducción. La forma de onda de corriente (q y q2on) que se muestra en la figura 2 no es muy trapezoidal regular, pero tenemos una mayor libertad de operación, ya que la conversión de la corriente del conductor es relativamente lenta, por lo que se puede aplicar el clásico de Henry ottà, "fórmula 1 del sistema electrónico en técnicas de reducción de ruido". encontramos que Para formas de onda similares, su tiempo de subida y bajada afectará directamente la amplitud armónica o el coeficiente de FFT (in).
Figura 2: La forma de onda de q1 y Q2
In = 2idin (nÍd) / nÍd * sin (n TR / t) / nëtr / T (1)
Entre ellos, n es el orden armónicos, t es el período, I es la intensidad máxima de la corriente de la forma de onda, D es el ciclo de trabajo y tr es el valor mínimo de tr o TF.
En aplicaciones prácticas, es probable que se encuentren emisiones armónicas extrañas e incluso al mismo tiempo. Si solo se producen armónicos singulares, el ciclo de trabajo de la forma de onda debe ser preciso al 50%. En la práctica, rara vez hay tal precisión del ciclo de trabajo.
La amplitud de interferencia electromagnética de la secuencia armónica se ve afectada por el encendido y apagado de q1 y q2. Esto se puede ver claramente al medir el tiempo de subida tr y el tiempo de caída TF del voltaje de drenaje - Fuente vds, o la tasa de subida di / DT de la corriente que fluye a través de q1 y q2. Esto también significa que podemos reducir el nivel de interferencia electromagnética reduciendo la velocidad de conmutación de q1 o q2. Este es el hecho. Es cierto que la prolongación del tiempo de conmutación tiene un gran impacto en los armónicos con una frecuencia superior a f = 1 / Ítr. Sin embargo, en este momento, hay que hacer un compromiso entre aumentar la disipación de calor y reducir las pérdidas. Sin embargo, esta sigue siendo una buena manera de controlar estos parámetros, ayudando a lograr un equilibrio entre la interferencia electromagnética y el rendimiento térmico. En concreto, se puede lograr añadiendo una pequeña resistencia (generalmente inferior a 5 islas). La resistencia se puede conectar en serie con las puertas de q1 y Q2 para controlar el Tr y el TF. también puede conectar el "led de apagado" con la resistencia de la puerta para controlar de forma independiente el tiempo de transición tr o TF (véase la figura 3). Este es en realidad un proceso iterativo que incluso los diseñadores de energía más experimentados utilizarán. Nuestro objetivo final es reducir la interferencia electromagnética a niveles aceptables reduciendo la velocidad de conducción y corte del transistor, al tiempo que garantizamos que su temperatura sea lo suficientemente baja como para garantizar la estabilidad.
Lo anterior es una introducción al esquema de diseño de diseño de PCB con baja interferencia electromagnética en el módulo de alimentación. El IPCB también está disponible para fabricantes de PCB y tecnología de fabricación de pcb.
