Berita PCB - Skema rancangan PCB dengan gangguan elektromagnetik rendah dalam modul kuasa

Dalam rancangan bekalan kuasa, walaupun rancangan penyukar DC ke DC biasa akan mempunyai siri masalah, terutama dalam rancangan bekalan kuasa tinggi. Selain pertimbangan berfungsi, jurutera mesti memastikan kepekatan rancangan PCB untuk memenuhi sasaran kos, prestasi panas dan keterangan ruang, dan tentu saja kemajuan rancangan. Selain itu, untuk spesifikasi produk dan pertimbangan prestasi sistem, gangguan elektromagnetik (EMI) yang dijana oleh bekalan kuasa mesti cukup rendah. Namun, aras gangguan elektromagnetik bekalan kuasa adalah item yang paling sukar dalam rancangan untuk dijangka dengan tepat. Sesetengah orang pun fikir ini hanya mustahil, dan kebanyakan desainer yang boleh lakukan adalah untuk mempertimbangkan sepenuhnya dalam desain, terutama dalam bentangan.

Walaupun prinsip yang dibincangkan dalam artikel ini berlaku untuk julat luas rancangan bekalan kuasa, kita hanya fokus pada penyukar DC-ke-DC. Kerana pelbagai aplikasi, hampir setiap jurutera perkakasan akan terkena kerja yang berkaitan dengannya, mungkin Bila mesti penukar kuasa dirancang. Dalam artikel ini, kita akan mempertimbangkan dua kompromi umum berkaitan dengan rancangan gangguan elektromagnetik rendah; prestasi panas, gangguan elektromagnetik, dan saiz penyelesaian yang berkaitan dengan bentangan PCB dan gangguan elektromagnetik. Dalam artikel ini, kita akan guna penukar langkah-bawah sederhana sebagai contoh, seperti yang dipaparkan dalam Figur 1.

Figur 1. Penukar langkah-bawah umum

Untuk mengukur gangguan elektromagnetik radiasi dan dilakukan dalam domain frekuensi, ini adalah pengembangan seri Fourier bentuk gelombang yang diketahui. Dalam artikel ini, kita fokus pada prestasi gangguan elektromagnetik radiasi. Dalam penukar buck sinkronik, bentuk gelombang penggantian utama yang menyebabkan gangguan elektromagnetik dijana oleh Q1 dan Q2, iaitu di/dt semasa setiap FET dari saluran ke sumber semasa periode konduktinya. Figure The current waveforms (Q and Q2on) shown in 2 are not very regular trapezoids, but we have greater freedom of operation, because the transition of conductor current is relatively slow, Jadi and a boleh gunakan buku klasik Henry Ott â™ "Formula Sistem Elektronik 1 dalam Teknologi Kekurangan Suara. Kami jumpa bahawa untuk bentuk gelombang yang sama, masa naik dan jatuh akan mempengaruhi secara langsung amplitud harmonik atau koeficient Fourier (In).

Figur 2. Form gelombang Q1 dan Q2

In=2IdSin(n Ϣd)/nϢd *Sin(nϢtr/T)/nϢtr/T (1)

Di antara mereka, n ialah tertib harmonik, T ialah tempoh, I ialah intensiti semasa puncak bentuk gelombang, d ialah siklus tugas, dan tr ialah nilai minimum tr atau tf.

Dalam aplikasi praktik, ia sangat mungkin bahawa emisi aneh dan bahkan harmonik akan ditemui pada masa yang sama. Jika hanya harmonik yang aneh dijana, maka bulatan tugas bentuk gelombang mesti tepat hingga 50%. Dalam praktek, terdapat sangat sedikit persamaan siklus tugas seperti itu.

Amplitude gangguan elektromagnetik bagi siri harmonik dipengaruhi oleh on-off Q1 dan Q2. Ini boleh dilihat dengan jelas bila mengukur masa naik tr dan masa jatuh tf bagi VDS tensi sumber-saluran, atau kadar naik di/dt semasa mengalir melalui Q1 dan Q2. Ini juga bermakna bahawa kita boleh mengurangi tahap gangguan elektromagnetik dengan memperlambat kelajuan mematikan Q1 atau Q2. Ini masalahnya. Memanjang masa tukar mempunyai kesan besar pada harmonik dengan frekuensi yang lebih tinggi daripada f=1/Ï-tr. Bagaimanapun, pada masa ini, kompromi perlu dibuat antara meningkat penyebaran panas dan mengurangi kerugian. Namun, ia masih cara yang baik untuk mengawal parameter ini, ia membantu untuk mendapatkan keseimbangan antara gangguan elektromagnetik dan prestasi panas. Secara khusus, ia boleh dicapai dengan menambah resistor kecil (biasanya kurang dari 5Ω). Penolak ini boleh disambung dalam siri dengan gerbang Q1 dan Q2 untuk mengawal tr dan tf. Anda juga boleh menyambung "diod matikan" dalam siri ke penolak gerbang untuk mengawal secara bebas masa Transition tr atau tf (lihat Figur 3). Ini sebenarnya proses berulang, walaupun penjana bekalan kuasa yang paling berpengalaman menggunakan kaedah ini. Tujuan utama kita ialah mengurangkan gangguan elektromagnetik ke tahap yang boleh diterima dengan memperlambat kelajuan penutup dan matian transistor, sementara memastikan suhu itu cukup rendah untuk memastikan kestabilan.

Atas ialah perkenalan kepada skema rancangan PCB dengan gangguan elektromagnetik rendah dalam modul kuasa. Ipcb juga disediakan kepada penghasil PCB dan teknologi penghasilan PCB