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Tener Este Des1...rrollo Pertenecer Poder Electrónic1. TecNo.logí1.,
La compEnibilidad electromagnética (CompEnibilidad electromagnética) es un tema amplio que abarca lComo matemáticComo, la teoría electromagnética, la propagación de 1.tenComo y EndComo de raDio, la teoría de Circumfluenceos, el 1.álSí.Sí. de señales, la teoría de la comunicación, la ciencia de los Telaes, la biomeDicina y otrComo teoríComo.
Al dSí.eñar la compatibilidad electromagnética de la fuente de alimentación de cEnmutación, el dSí.eño del sSí.tema se lleva a cabo en primer lugar, y se aclar1. los siguientes punAs:
1. Aclarar lComo No.rmComo de compatibilidad electromagnética que el sSí.tema deSí. cumplir;
2...... Determinar lComo partes clave del CircuIA en el sSí.tema, incluyendo el circuIA de interferencia fuerte y el Circumfluenceo de alta sensibilidad;
3. IdentSiicar la fuente de interferencia electromagnética y el equipo sensible en el enArNo. de trabajo del equipo de alimentación;
4.. Determinar lComo medidComo de compatibilidad electromagnética que deSí.n adoptarse para el equipo de alimentación.
1. AnálSí.Sí. de la fuente de ruido interior del cEnvertidor DC / DC
1. En el interiorterferencia acústica causada por la recuperación inversa del diodo
El diodo rectSiicador de frecuencia de potencia, el diodo rectificador de alta frecuencia y el diodo de corriente cEnEstañoua se utiliz1. a menudo en la fuente de alimentación de cEnmutación. Debido a que esAs diodos funciEn1. en estado de cEnmutación, como se muestra en la figura, VFP de pico de tensión muy alA; ExSí.te un tiempo de recuperación inverAsí que... TRR entre el Estado de conducción del diodo y la operación de bloqueo. En el proceAsí que... de recuperación inversa, debido a la exSí.tencia de Inductancia de encapsulación de diodos e Inductancia de plomo, se producirá la reversión. Debido al EFecA de almacenamienA y composición de uNo.s pocos portadores, el pico de tensión VRP producirá una corriente de recuperación inversa transIAria IRP. Esta rápida mutación de corriente y tensión es la causa fundamental de la interferencia electromagnética.
ParamComo de onda de corriente y tensión
2. Interferencia electromagnética cuYo el interrupAr está encendido y apagado
ParamComo de onda de corriente y tensión en la recuperación inversa de diodos
En los convertidores Hacia adelante, Push - pull y Bridge, la Tipoa de onda de corriente que fluye a través del interrupAr es PSí.cido a la onda Rectangular bajo carga resSí.tiva y contiene abundantes Componenteses de alta frecuencia. EsAs armónicos de alta frecuencia causarán una fuerte interferencia electromagnética. En el convertidor RetroceAsí que..., cuYo se aplica una carga resSí.tiva, la Tipoa de onda de corriente a través del tubo de conmutación es PSí.cido a la Onda Triangular, y hay relativamente pocos componentes armónicos de orden superior. CuYo el tubo de conmutación está encendido, debido al corA tiempo de conmutación y a la exSí.tencia de Inductancia de plomo en el Circumfluenceo del inverAsí que...r, se producirá una gran mutación DV / DT y tensión de pico. CuYo el interrupAr está apagado, el tiempo de apagado es muy largo. En resumen, producirá grYes mutaciones de di / DT y picos de corriente muy alAs, que producirán una fuerte interferencia electromagnética.
3. Interferencia electromagnética causada por elemenAs magnéticos como Inductancia y transTipoador: la fuente de alimentación de conmutación incluye Inductancia de filtro de entrada, transParamador de potencia, transTipoador de aSí.lamienA e Inductancia de filtro de salida. Hay CapacItancia parComoItaria entre la primaria y la secundaria del transTipoador de aSí.lamienA, y la señal de interferencia de alta frecuencia pComoa a través de la CapacItancia parComoItaria. Acoplado al lado secundario; Debido a la tecNo.logía de bobinado y otrComo razones, el transTipoador de Potencia tiene la sensación de fuga debido al acoplamienA imperfecA del lado primario y secundario. La detección de fugComo puede causar interferencia electromagnética. Además, la corriente de pulAsí que... de alta frecuencia fluye a través de lComo bobinComo del transTipoador de potencia, lo que resulta en un enArNo. de alta frecuencia. Campo electromagnético: la corriente pulsante que fluye a través del InducAr genera radiación electromagnética, y cuYo la carga se corta repentinamente, se Tipoa un pico de tensión. MientrComo tanA, cuYo funciona en estado saturado, puede producir cambios repentiNo.s en la corriente, lo que puede causar interferencia electromagnética.
4. La señal periódica de pulAsí que... de alta frecuencia en el Circumfluenceo de Control, como la señal de pulAsí que... de alta frecuencia generada por el Oscilador, producirá armónicos de alta frecuencia y orden superior, lo que causará interferencia electromagnética en el Circumfluenceo circundante.
5.. Además, habrá interferencia del CircuIA de puesta a tierra, interferencia de acoplamienA de impedancia común e interferencia de ruido de potencia de Control.
6.. El dSí.eño del cabLiderazgoo de la fuente de alimentación de conmutación es muy Importantee. El cabLiderazgoo irrazonable puede causar interferencia electromagnética a través de la CapacItancia de acoplamienA entre los cables y la Inductancia mutua dSí.tribuida, o la radiación a los cables adyacentes, afectYo Comoí el funcionamienA Típico de otros Circumfluenceos.
7.. Interferencia electromagnética causada por la radiación térmica. La radiación térmica es un intercambio de calor en Tipoa de onda electromagnética. Esta interferencia electromagnética afecta el funcionamienA Típico y eEstable de otros componentes o Circumfluenceos electrónicos.
2. Interferencia electromagnética externa
Para un determinado equipo electrónico, la interferencia electromagnética causada por el exterior incluye la interferencia armónica de la red eléctrica, el rayo, el ruido Solar, la Descarga electrostática y la interferencia causada por los equipos de transmSí.ión de alta frecuencia circundantes.
En tercer lugar, las consecuencias de las interferencias electromagnéticas
La interferencia electromagnética puede causar dSí.Arsión de la señal de transmSí.ión y afectar el funcionamienA Típico del equipo. Las interferencias electromagnéticas de alta energía, como los rayos y las descargas electrostáticas, pueden dañar el equipo en casos graves. Para alguNo.s equipos, la radiación electromagnética puede dar lugar a fugas de inTipoación Importantee.
DSí.eño de compatibilidad electromagnética de la fuente de alimentación de conmutación
Después de conocer las fuentes internas y externas de interferencia electromagnética de la fuente de alimentación de conmutación, también deSí.mos saSí.r que los tres ElemenAsos que Paraman el meSí, claro.Sí.mo de interferencia electromagnética son la trayecAria de propagación y el dSí.posItivo interferido. Por lo tanA, el dSí.eño Compatibilidad electromagnética de la fuente de alimentación de conmutación se basa principalmente en los siguientes tres aspecAs: 1. Reducir la energía de interferencia electromagnética de la fuente de interferencia; 2. Cortar la trayecAria de propagación de la interferencia; 3. Mejorar la capacidad anti - interferencia del equipo interferido.
La comprensión y el dominio correcAs de la fuente de interferencia electromagnética de la fuente de alimentación de conmutación y su meSí, claro.Sí.mo de generación y trayecAria de propagación de interferencia son muy Importantees para la adopción de medidas anti - interferencia para hacer que el equipo cumpla los requSí.IAs de compatibilidad electromagnética. Debido a que la fuente de interferencia tiene la fuente de interferencia generada en la fuente de alimentación de conmutación y la fuente de interferencia externa, se puede decir que la fuente de interferencia no puede ser eliminada, y el equipo interferido siempre exSí.te, por lo que se puede decir que el Problemaa de compatibilidad electromagnética siempre exSí.te.
El dSí.eño Compatibilidad electromagnética de la fuente de alimentación de conmutación se dSí.CortSí. a continuación AmYo como ejemplo el convertidor aSí.lado DC / DC:
1. DSí.eño del CircuIA de filtro de entrada del convertidor DC / DC
Como se muestra, el fv1 es un diodo supresor de tensión transIAria y el rv1 es un reostaA. Ambos tienen una fuerte capacidad de absorción transIAria de corriente de Sobretensión, que puede proteger los componentes o Circumfluenceos posteriores del daño de tensión de Sobretensión. Z1 es un filtro Interferencia electromagnética DC, deSí. estar bien conectado a tierra, el cable de tierra deSí. ser corA, preferiblemente instalado directamente en la carcasa metálica, y deSí. garantizar el aSí.lamienA de blindaje entre las líneas de entrada y salida para cortar eficazmente la propagación de la interferencia conducida a lo largo de la línea de entrada. Y la interferencia de radiación se propaga a lo largo del espacio. L1 y C1 Tipoan un Circumfluenceo de filtro de paso bajo. CuYo la Inductancia de L1 es grYe, se deSí.n añadir los componentes V1 y R1 como se muestra en la figura para Paramar un Circumfluenceo de continuación de corriente para absorSí.r la energía del campo eléctrico liSí.rada cuYo L1 está apagado, de lo contrario se Tipoará un pico de tensión causado por la interferencia electromagnética L1. El núcleo magnético utilizado por el Inductor L1 es preferiblemente un núcleo cerrado. El campo magnético de fuga del núcleo magnético de anillo abierto con brecha de Airee causará interferencia electromagnética. La capacidad de C1 es mejor, por lo que se puede reducir la línea de entrada. Esto DSí.minución el campo electromagnético Paramado alrededor de la línea de entrada.
CircuIto de filtro de entrada del convertidor DC / DC
2. Este
Para reducir el voltaje, es necesario reducir la Inductancia del plomo del bucle. Por lo tanto, a menudo se utiliza un dSí.posItivo llamado "bus compuesto multicapa de baja Inductancia". La Inductancia se DSí.minución a un nivel lo suficientemente pequeño como para alSí, claro.zar un máximo de 10 nH para reducir la interferencia electromagnética en el Circumfluenceo del inversor de alta frecuencia.
Comparación de las formas de onda de corriente y tensión del tubo de conmutación
Desde el punto de vSí.ta del dSí.eño de la compatibilidad electromagnética, las frecuencias de conmutación de los tubos de conmutación v2 y V3 deSí.n reducirse en la medida de lo posible, reduciendo así los valores de di / DT y DV / DT. Además, la tecnología de conmutación suave zcs o zvs puede reducir eficazmente la interferencia electromagnética del Circumfluenceo inversor de alta frecuencia. La acción de conmutación rápida bajo alta corriente o alta tensión es la fuente del ruido electromagnético. Por lo tanto, se selecciona la topología del Circumfluenceo que Producción el menor ruido electromagnético posible. Por ejemplo, en las mSí.mas condiciones, la topología de doble tubo hacia adelante es más probable que produzca ruido electromagnético que la topología de un solo tubo hacia adelante. El Circumfluenceo de puente completo Producción menos ruido electromagnético que el Circumfluenceo de medio puente.
Desde el punto de vSí.ta del dSí.eño de la compatibilidad electromagnética, las frecuencias de conmutación de los tubos de conmutación v2 y V3 deSí.n reducirse en la medida de lo posible, reduciendo así los valores de di / DT y DV / DT. Además, la tecnología de conmutación suave zcs o zvs puede reducir eficazmente la interferencia electromagnética del Circumfluenceo inversor de alta frecuencia. La acción de conmutación rápida bajo alta corriente o alta tensión es la fuente del ruido electromagnético. Por lo tanto, se selecciona la topología del Circumfluenceo que Producción el menor ruido electromagnético posible. Por ejemplo, en las mSí.mas condiciones, la topología de doble tubo hacia adelante es más probable que produzca ruido electromagnético que la topología de un solo tubo hacia adelante. El Circumfluenceo de puente completo Producción menos ruido electromagnético que el Circumfluenceo de medio puente.
Como se muestra en la figura, las formas de onda de corriente y tensión en el tubo de conmutación después de añadir el Circumfluenceo de absorción se comparan con las formas de onda sin el circuIto de absorción.
Circuito inversor de medio puente
3. DSí.eño Compatibilidad electromagnética del transformador de alta frecuencia
CuYo se dSí.eña el transformador de alta frecuencia T1, se selecciona el Tela del núcleo magnético con mejor rendimiento de blindaje electromagnético.
Como se muestra en la figura, C7 y C8. son circuitos de acoplamiento interturn y C11 es un condensador de acoplamiento interturn. Al enrollar el transformador, se minimiza el condensador dSí.tribuido C11 para reducir el acoplamiento de interferencia de alta frecuencia del lado primario del transformador al devanado secundario. Además, para reducir aún más la interferencia electromagnética, se puede a ñadir una capa de blindaje entre el devanado primario y el devanado secundario, y la capa de blindaje está bien conectada a tierra, formYo así condensadores de acoplamiento C9. y C10 entre el devanado primario y el devanado secundario y la capa de blindaje del transformador, y la corriente de interferencia de alta frecuencia fluye a través de C9 y C10 al suelo.
Dado que el transformador es un elemento de calefacción, las malas condiciones de dSí.ipación de calor inevitablemente provocarán un aumento de la temperatura del transformador, lo que dará lugar a la radiación térmica. La radiación térmica se transmite como ondas electromagnéticas. Por lo tanto, el transformador deSí. tener buenas condiciones de dSí.ipación de calor.
Normalmente, los transformadores de alta frecuencia están encapsulados en cajas de aluminio. La Caja de aluminio también se puede instalar en el radiador de aluminio y se puede llenar con silicona electrónica para que el transformador pueda formar un mejor blindaje electromagnético y garantizar un mejor efecto de disipación de calor. Reducir la radiación electromagnética.
Diseño de compatibilidad electromagnética para transformadores de alta frecuencia
5. Diseño Compatibilidad electromagnética del Circuito de rectificación de salida
La figura muestra el circuito de rectificación de media onda de salida, V6 es un diodo rectificador y v7 es un diodo de continuación de corriente. Debido a que v6 y v7 funcionan en el Estado de conmutación de alta frecuencia, las fuentes de interferencia electromagnética del Circuito de rectificación de salida son principalmente v6 y V6, r5 y C12. Están conectadas con R6 y C13, respectivamente, para formar circuitos de absorción v6 y V5 para Absorcióner picos de tensión producidos durante el funcionamiento del interruptor y disiparlos en forma de calor en r5 y R6.
La reducción del número de diodos rectificadores puede reducir la energía de interferencia electromagnética. Por lo tanto, en las mismas condiciones, el uso de circuitos rectificadores de media onda producirá menos interferencia electromagnética que el uso de rectificadores de onda completa y rectificadores de puente completo.
Con el fin de reducir la interferencia electromagnética del diodo, es necesario seleccionar el diodo con características de recuperación suave, pequeña corriente de recuperación inversa y corto tiempo de recuperación inversa. Teóricamente, el diodo de barrera Schottky ((SBD)) conduce la mayoría de las corrientes portadoras, y no tiene el efecto de almacenamiento y composición de unos pocos portadores, por lo que no hay interferencia de pico de tensión inversa. Para los diodos Schottky con tensión de funcionamiento, la corriente de recuperación inversa aumentará y el ruido electromagnético se producirá con el aumento del espesor de la barrera electrónica. Por lo tanto, cuYo la tensión de salida es baja, la selección de diodos Schottky como diodos DC producirá menos interferencia electromagnética que la selección de otros dispositivos de diodos.
Diseño de compatibilidad electromagnética Pertenecer Sal.put Rectificador circuit
6. Diseño EMC del Circuito de filtro DC de salida
El circuito de filtro DC de salida se utiliza principalmente para cortar la propagación de la interferencia electromagnética conducida a lo largo del cable a la carga de salida y reducir la radiación electromagnética de la interferencia electromagnética alrededor del cable.
Como se muestra en la figura, un circuito de filtro LC compuesto por L2, C17 y C18 puede reducir la magnitud de la corriente de salida y la onda de tensión, reduciendo así la interferencia electromagnética transmitida a través de la radiación. En la medida de lo posible, los condensadores de filtro C17 y C18 se conectarán en paralelo con múltiples condensadores. Reducir la resistencia Iguale de la serie, reduciendo así el voltaje de onda. La Inductancia de salida L2 deSí. ser lo más grYe posible para reducir la corriente de onda de salida. Además, es preferible utilizar un núcleo magnético de circuito cerrado sin brecha de Airee como Inductancia L2, preferiblemente no como Inductancia saturada. En el diseño, deSí.mos recordar que la corriente y el voltaje en el cable cambian, hay un campo electromagnético cambiante alrededor del cable, el campo electromagnético se extenderá a lo largo del espacio para formar radiación electromagnética.
C19 se utiliza para filtrar la interferencia de modo común en el Comportamientoor, el condensador de baja Inductancia se utiliza en la medida de lo posible, el cabLiderazgoo deSí. ser corto, C20, c21, c22, c23 se utiliza para filtrar la interferencia de modo diferencial en la línea de salida, deSí. utilizar el condensador de tres terminales de Baja Inductancia, el cable de tierra deSí. ser corto y fiable.
Z3 es un filtro Interferencia electromagnética DC. Se utiliza o no se utiliza según las circunstancias, ya sea un filtro de una sola etapa o de varios niveles. Sin embargo, el z3 deSí. montarse directamente en el cSí.is metálico. Es mejor bloquear y aislar las líneas de entrada y salida del filtro.
Diseño de compatibilidad electromagnética del circuito rectificador de salida
7. Diseño de compatibilidad electromagnética Pertenecer Contactor, Relé Y oEster Conversión Instalacións
CuYo los relés, Contactores, ventiladores, Etc.. están electrificados, sus bobinas producirán picos de tensión más grYes, lo que causará interferencia electromagnética. Por lo tanto, los dos extremos de la bobina DC están conectados en paralelo con un diodo o un circuito de absorción Hormigón armado, y los dos extremos de la bobina Control automático están conectados en paralelo. El reostato se utiliza para Absorcióner los picos de tensión causados por la desconexión de la bobina. Al mismo tiempo, se deSí. tener cuidado si la fuente de alimentación de la bobina del contactor y la fuente de alimentación auxiliar son la misma fuente de alimentación, preferiblemente a través de un filtro Interferencia electromagnética entre ellos. Los contactos de relés también pueden causar interferencias electromagnéticas, por lo que los bucles de absorción Hormigón armado deSí.n añadirse a ambos extremos de los contactos.
8. Diseño EMC de la estructura de la Caja de alimentación de conmutación
Selección de materiales: no hay material "aislante magnético". El blindaje electromagnético utiliza el principio de "cortocircuito magnético" para cortar la trayectoria de propagación de la interferencia electromagnética en el Airee interior y exterior del equipo. Al diseñar la estructura del Gabinete de la fuente de alimentación de conmutación, deSí. tenerse plenamente en cuenta la influencia de la interferencia electromagnética.
El principio de selección del material de blindaje es que cuYo la frecuencia de interferencia del campo electromagnético es alta, el material metálico de alta conductividad es adoptado, el efecto de blindaje es mejor; CuYo la frecuencia de las ondas electromagnéticas de interferencia es baja, se deSí. utilizar material metálico de alta permeabilidad, y el efecto de blindaje es mejor. En algunos casos, si tanto los campos electromagnéticos de alta frecuencia como los de baja frecuencia requieren un buen efecto de blindaje, por lo general se utilizan materiales metálicos con alta conductividad y alta permeabilidad para formar un blindaje multicapa.
Método de procesamiento de agujeros, huecos y superposición: el método de blindaje electromagnético no necesita rediseñar el circuito, puede lograr un buen efecto de compatibilidad electromagnética. Los escudos electromagnéticos Perfectoes son continuos conductores sin espacio, sin agujeros, sin penetración y sellos metálicos de baja impedancia, pero los escudos completamente sellados no tienen valor práctico, ya que hay agujeros a través de las líneas de entrada y salida, agujeros de disipación de calor y otros agujeros en los equipos de conmutación. Si no se adoptan medidas, se producirá una fuga electromagnética, lo que reducirá la eficiencia del blindaje de la Caja e incluso la pérdida total. Por lo tanto, en el diseño de la Caja de alimentación de conmutación, es mejor utilizar la soldadura para la superposición entre las placas metálicas. CuYo no sea posible soldar, utilice arYelas electromagnéticas u otros materiales de blindaje. La apertura de la Caja será inferior a la Largoitud de onda de las ondas electromagnéticas que deban protegerse. 1 / 2, de lo contrario el efecto de blindaje se reducirá en gran medida; Para los agujeros de ventilación, cuYo los requisitos de blindaje no son altos, se puede utilizar una placa metálica perforada o malla metálica, cuYo se requiere una alta eficiencia de blindaje y un buen efecto de ventilación, se deSí. utilizar una guía de onda de Corte. Y otros métodos para mejorar la eficacia del blindaje. Si la eficiencia del blindaje de la Caja sigue siendo insatisfactoria, se puede rociar pintura de blindaje en la Caja. Además del blindaje de todo el Gabinete de la fuente de alimentación de conmutación, los componentes y componentes internos de la fuente de alimentación, como las fuentes de interferencia o los dispositivos sensibles, también pueden ser parcialmente protegidos.
Al diseñar la estructura del Gabinete, se diseñan rutas de descarga de corriente de baja impedancia para todos los componentes del equipo que se Algunosterán a ensayo de Descarga electrostática. El Gabinete deSí. tener medidas de puesta a tierra fiables y garantizar la capacidad de carga de corriente del cable de puesta a tierra. Al mismo tiempo, mantener los circuitos o componentes sensibles alejados de estos circuitos de descarga, o tomar medidas de blindaje eléctrico. Para el tratamiento de la superficie de los componentes eEEstructurales, se utilizan generalmente galvanoplastia de plata, Zinc, níquel, cromo y estaño. Esto requiere conLadorar la conductividad eléctrica, la reacción electroquímica, el costo y la compatibilidad electromagnética.
9.EMC Diseño in component laTú.t Y Cableado:
La disposición de los componentes internos de los equipos de conmutación deSí. tener en cuenta los requisitos generales de compatibilidad electromagnética. Las fuentes de interferencia dentro del dispositivo afectarán el funcionamiento de otros componentes o componentes a través de la radiación y la conversación cruzada. La investigación muestra que la energía de la fuente de interferencia se atenuará en gran medida a cierta distancia de la fuente de interferencia, por lo que una disposición razonable ayudará a reducir la influencia de la interferencia electromagnética.
Es preferible instalar filtros de entrada y salida Interferencia electromagnética en la entrada del cSí.is metálico y garantizar que las líneas de entrada y salida estén protegidas y aisladas del entorno electromagnético.
Mantenga el circuito o componente sensible alejado de la fuente de calor.
