+8618117273997Weixin
Английский
中文简体 中文简体 en English ru Русский es Español pt Português tr Türkçe ar العربية de Deutsch pl Polski it Italiano fr Français ko 한국어 th ไทย vi Tiếng Việt ja 日本語
22 авг 2022 1109 Просмотров Автор: корень

Распространенные проблемы при испытаниях импульсных источников питания на электромагнитные помехи

В настоящее время все большее внимание привлекает проблема электромагнитной совместимости электронных изделий. Особо развитые страны мира сформировали полную систему электромагнитной совместимости. В то же время наша страна также создает электромагнитная совместимость система. Следовательно, реализация тестирование электромагнитных помех продукции является пропуском на международный рынок. LISUN Испытательная система EMI EMI-9KB полностью соответствует CISPR15:2018CISPR16-1GB17743, ФКЦ, EN55015 и EN55022.

видео

Для импульсного источника питания, поскольку переключающая трубка и выпрямительная трубка работают в условиях высокого тока и высокого напряжения, они будут создавать сильные электромагнитные помехи для внешнего мира, поэтому излучение проводимости и электромагнитное излучение импульсного источника питания больше труднее, чем другие продукты. Для достижения электромагнитной совместимости, но если у нас есть четкое понимание принципа электромагнитных помех, создаваемых импульсными источниками питания, нетрудно найти подходящие контрмеры для снижения уровня кондуктивного излучения и уровня излучаемого излучения до соответствующего уровня для достижения электромагнитной совместимости. дизайн.

Распространенные проблемы при испытаниях импульсных источников питания на электромагнитные помехи

Приложение для тестирования электромагнитных помех

Механизм генерации и пути распространения электромагнитных помех в импульсном источнике питания
Высокое коммутационное действие силовых коммутационных аппаратов является основной причиной электромагнитные помехи (EMI) в импульсных источниках питания. Увеличение частоты коммутации уменьшает габариты и вес блока питания с одной стороны, и приводит к более серьезным EMI проблемы с другой стороны. Электромагнитная интерференция в импульсных источниках питания делится на два типа: кондуктивная помеха и излучаемая помеха, Обычно кондуктивная помеха лучше анализируется, а теория цепей и математические знания могут быть объединены для изучения характеристик различных компонентов в условиях электромагнитных помех; но для излучаемых помех, из-за комплексного воздействия различных источников помех в цепи, это также связано с теорией электромагнитного поля, его труднее анализировать. Механизм этих двух интерференций будет кратко представлен ниже. Кондуктивные помехи можно разделить на помехи общего режима (Common Mode-CM) и помехи дифференциального режима (Differential Mode-DM). Из-за наличия паразитных параметров и высокочастотного включения и выключения коммутационных аппаратов в импульсном источнике питания импульсный источник питания создает на своем входе большие синфазные и дифференциальные помехи (т.е. со стороны сети переменного тока).

Синфазные помехи (CM)
Когда преобразователь работает на высокой частоте, из-за высокого значения dv/dt возбуждается паразитная емкость между катушками трансформатора и между переключающей трубкой и радиатором, что приводит к синфазным помехам.
В соответствии с принципом синфазных помех в практических приложениях часто используются следующие методы подавления:
1. Оптимизируйте компоновку компонентов схемы, чтобы свести к минимуму паразитные емкости и емкости связи.
2. Задержка включения и выключения переключателя. Но это несовместимо с тенденцией высокочастотного импульсного источника питания.
3. Применить демпфирующий контур для замедления скорости изменения dv/dt.

Помехи дифференциального режима (DM)
Ток в импульсном преобразователе переключается с высокой частотой, что приводит к высоким значениям di/dt на входных и выходных конденсаторах фильтра, то есть напряжение помех индуцируется на эквивалентной индуктивности или импедансе конденсатора фильтра. В это время будут возникать помехи в дифференциальном режиме. Таким образом, выбор высококачественных фильтрующих конденсаторов (эквивалентная индуктивность или импеданс очень малы) может уменьшить дифференциальные помехи.

Генерация и распространение излучаемых помех
Радиационные помехи можно дополнительно разделить на помехи ближнего поля (расстояние между точкой измерения и источником поля <λ/6 (λ — длина волны интерференционной электромагнитной волны)) и помехи дальнего поля (расстояние между точкой измерения и источником поля >λ/6). ). Согласно теории электромагнитного поля Максвелла, изменяющийся ток в проводнике создает изменяющееся магнитное поле в пространстве вокруг него, которое, в свою очередь, создает изменяющееся электрическое поле, оба из которых подчиняются уравнениям Максвелла. Величина и частота этого изменяющегося тока определяют величину и диапазон генерируемого электромагнитного поля. В радиационных исследованиях антенна является источником электромагнитного излучения. В схеме импульсного источника питания компоненты и соединения в основной цепи можно рассматривать как антенну, которую можно проанализировать, применяя теорию электрического диполя и магнитного диполя. При анализе к электрическим диполям можно отнести диоды, коммутационные лампы, конденсаторы и т. д.; катушки индуктивности можно рассматривать как магнитные диполи, а затем можно провести всесторонний анализ с помощью соответствующей теории электромагнитного поля.

Когда импульсный источник питания работает, его внутреннее напряжение и кривая тока поднимаются и падают за очень короткое время. Поэтому импульсный блок питания сам по себе является источником шума. Помехи, создаваемые импульсным источником питания, можно разделить на два типа: пиковые помехи и гармонические помехи в зависимости от типа источника шумовых помех; если разделить по пути связи, его можно разделить на два типа: помехи проводимости и помехи излучения. Основным способом предотвращения причинения вреда электронной системе и энергосистеме помехами, создаваемыми источником питания, является ослабление источника шума или отключение пути связи между шумом источника питания, электронной системой и энергосистемой. .

Распространенные проблемы при испытаниях импульсных источников питания на электромагнитные помехи

Импульсный источник питания

Объясните отдельно в зависимости от источника шумовых помех
1. Помехи, вызванные обратным временем восстановления диода
Входное напряжение переменного тока преобразуется в синусоидальное пульсирующее напряжение с помощью силового диодного выпрямительного моста, а затем становится постоянным после сглаживания конденсатором, но форма волны тока конденсатора представляет собой не синусоидальную, а импульсную волну. Из формы сигнала тока видно, что ток содержит высшие гармоники. Большое количество гармонических составляющих тока поступает в энергосистему, вызывая гармоническое загрязнение электросети. Кроме того, поскольку ток представляет собой импульсную волну, входной коэффициент мощности источника питания снижается. Когда выпрямительный диод в цепи высокочастотного выпрямителя является прямопроводящим, течет большой прямой ток. Когда он отключается обратным напряжением смещения, из-за накопления большего количества носителей в PN-переходе, токоведущий за период времени, прежде чем носитель исчезнет, ​​ток будет течь в противоположном направлении, что приведет к резкому скачку напряжения. уменьшение обратного тока восстановления исчезновения носителей и большое изменение тока (di/dt).

Распространенные проблемы при испытаниях импульсных источников питания на электромагнитные помехи

конденсатор

2. Гармонические помехи, возникающие при работе переключающей трубки.
Когда трубка переключателя мощности включена, течет большой импульсный ток. Например, форма сигнала входного тока преобразователя прямого, двухтактного и мостового типа представляет собой примерно прямоугольную волну при резистивной нагрузке, которая содержит большое количество гармонических составляющих высокого порядка. Когда используется коммутация с нулевым током и нулевым напряжением, эти гармонические помехи будут минимальными. Кроме того, резкое изменение тока, вызванное индуктивностью рассеяния обмотки высокочастотного трансформатора в период отключения трубки силового выключателя, также вызовет пиковые помехи.

Распространенные проблемы при испытаниях импульсных источников питания на электромагнитные помехи

Гармонические помехи, возникающие, когда трубка переключателя

3. Помехи, вызванные входной цепью переменного тока.
Выпрямительная трубка на входе импульсного источника питания без трансформатора промышленной частоты вызовет высокочастотные затухающие колебания во время обратного периода восстановления и вызовет помехи. Пиковая энергия помех и гармонических помех, генерируемых импульсным источником питания, помехи, образованные через входные и выходные линии импульсного источника питания, называются кондуктивными помехами; а энергия гармонических и паразитных колебаний при распространении по входным и выходным линиям будет находиться в пространстве. Генерировать электрические и магнитные поля. Эта помеха, создаваемая электромагнитное излучение называется излучаемой помехой.

4. Другие причины
Паразитные параметры компонентов и схематическое исполнение импульсного блока питания не идеальны. Разводка печатной платы (PCB) обычно выполняется вручную, что имеет большую хаотичность. Помехи ближнего поля печатной платы велики, и установка и неразумное размещение и ориентация вызовут Электромагнитные помехи. Это усложняет извлечение параметров распределения ПХБ и оценку помех в ближней зоне.

Реакция шума архитектуры Flyback на спектр
• Колебание, генерируемое на частоте 0.15 МГц, является помехой, вызванной 3-й гармоникой частоты переключения;
• Колебание, генерируемое на частоте 0.2 МГц, представляет собой помеху, вызванную наложением 4-й гармоники частоты переключения и основной волны колебания МОП-транзистора 2 (190.5 кГц); так что эта часть сильнее;
• Колебание, генерируемое на частоте 0.25 МГц, является помехой, вызванной 5-й гармоникой • частоты коммутации;
• Колебание, генерируемое на частоте 0.35 МГц, является помехой, вызванной 7-й гармоникой частоты переключения;
• Колебание, генерируемое на частоте 0.39 МГц, представляет собой помеху, вызванную наложением 8-й гармоники частоты переключения и основной волны колебания МОП-транзистора 2 (190.5 кГц);
• Колебания, генерируемые на частоте 1.31 МГц, представляют собой помехи, вызванные основной волной колебаний диода 1 (1.31 МГц);
• Колебание, генерируемое на частоте 3.3 МГц, представляет собой интерференцию, вызванную основной волной колебания МОП-транзистора 1 (3.3 МГц);

Характеристики импульсного источника питания EMI
Как устройство преобразования энергии, работающее в состоянии переключения, скорость изменения напряжения и тока импульсного источника питания очень высока, а интенсивность помех относительно велика; источники помех в основном сосредоточены в период коммутации питания и подключенных к нему излучателя и высокоуровневого трансформатора. Местонахождение источника помех цепи относительно ясно; частота коммутации невысокая (от десятков килогерц и нескольких мегагерц), а основными видами помех являются кондуктивные помехи и помехи ближнего поля; и дорожки печатной платы (PCB) обычно подключаются вручную. Обладает большей случайностью, что увеличивает сложность извлечения параметров распределения печатных плат и помех ближнего поля.

Меры по предотвращению электромагнитных помех при проектировании импульсных источников питания
• минимизировать площадь медной фольги печатной платы для узлов помехоподавляющих цепей, таких как сток, коллектор, узлы первичной и вторичной обмотки переключающих трубок и т.п.;
• Держите входные и выходные клеммы вдали от шумовых компонентов, таких как обмотки трансформатора, сердечники трансформатора, теплоотводы переключающих трубок и т. д.;
• Держите шумные компоненты (такие как обмотки неэкранированных проводов трансформатора, неэкранированные сердечники трансформатора и переключатели и т. д.) вдали от края корпуса, который при нормальной работе может оказаться близко к внешнему заземляющему проводу;
• Если трансформатор не экранирован электрическим полем, держите экран и радиатор подальше от трансформатора;
• минимизировать площадь следующих токовых контуров: вторичных (выходных) выпрямителей, первичных коммутационных силовых устройств, линий привода затворов (баз), вспомогательных выпрямителей;
• Не смешивайте контур обратной связи привода затвора (базы) с первичной цепью переключателя или вспомогательной цепью выпрямителя;
• Отрегулируйте и оптимизируйте значение сопротивления демпфирования таким образом, чтобы оно не создавало звенящий звук во время мертвого времени переключателя;
• Предотвратить насыщение катушки индуктивности фильтра электромагнитных помех;
• Держите поворотные узлы и элементы вторичной цепи вдали от экрана первичной цепи или радиатора выключателя;
• Держите поворотные узлы и корпуса компонентов первого контура вдали от экранов или радиаторов;
• Поместите фильтр электромагнитных помех для высокочастотного входа рядом с входным кабелем или концом разъема;
• Держите фильтр электромагнитных помех высокочастотного выхода рядом с клеммами выходного провода;
• Соблюдайте определенное расстояние между медной фольгой печатной платы на противоположной стороне фильтра электромагнитных помех и корпусом компонента; поставить резисторы на линию выпрямителя вспомогательной катушки; подключить демпфирующие резисторы параллельно катушке магнитного стержня; подключите оба конца выходного ВЧ-фильтра параллельно Демпфирующее сопротивление;
• Допускается установка керамического конденсатора 1 нФ/500 В или ряда резисторов в конструкцию печатной платы, которые подключаются между первичным статическим концом трансформатора и вспомогательной обмоткой;
• Держите фильтр электромагнитных помех подальше от силового трансформатора, особенно в конце обмотки;
• Если площадь платы достаточна, то выводы для экранирующих обмоток и место для установки резистивно-емкостных гасителей можно оставить на плате, а резистивно-емкостные гасители подключить поперек обоих концов экранирующих обмоток;
• Поместите небольшой конденсатор с радиальными выводами (Миллер, 10 пикофарад/1 кВ) между стоком и затвором импульсного силового полевого транзистора, если позволяет место;
• Поместите небольшой RC-демпфер на выход постоянного тока, если позволяет место;
• Не располагайте розетку переменного тока напротив радиатора основного выключателя.

EMI-9KB Приемник EMI Test

EMI-9KB Приемник EMI Test

Противодействие электромагнитным помехам при излучении
Чрезмерный широкополосный шум в диапазоне частот 30-300 МГц
1. Проверьте, добавив развязывающее магнитное кольцо (можно открывать и закрывать) на линии питания. Если есть улучшение, значит, оно связано с ЛЭП. Используются следующие методы выпрямления: Если устройство имеет встроенный фильтр, проверьте правильность заземления фильтра. Хорошо, если заземляющий провод будет как можно короче;

2. Заземление фильтра с металлическим корпусом желательно осуществлять непосредственно через большую площадь соединения между корпусом и землей. Проверьте, находятся ли входные и выходные линии фильтра близко друг к другу. Соответствующим образом отрегулируйте емкость конденсатора X/Y, индуктивность дифференциального режима и индуктивность синфазного дросселя; обратите внимание на вопросы безопасности при регулировке конденсатора Y; изменение параметров может улучшить излучение определенного участка, но приведет к другим изменениям частоты. Плохо, поэтому вам нужно продолжать пытаться найти лучшую комбинацию. Это хороший способ соответствующим образом увеличить значение сопротивления на пусковом электроде; его также можно эффективно уменьшить, подключив небольшой конденсатор к коллектору переключающего транзистора (или стоку МОП-транзистора) или вторичному выходному выпрямителю к земле. Синфазный шум переключения.

3. Плата импульсного источника питания должна контролировать зону возврата каждой петли во время подключения печатной платы, что может значительно уменьшить излучение в дифференциальном режиме. Добавьте конденсаторы 104/103 к силовым дорожкам печатной платы для развязки питания; при подключении многослойной платы силовая плоскость и земляная плоскость должны располагаться близко друг к другу; установите магнитное кольцо на линию питания для сравнения и проверки, которое можно добавить на единую плату позже. Для этого используются синфазные индукторы или на кабель вводится магнитное кольцо. Длина линии L входной линии переменного тока должна быть как можно короче; внутри защитного оборудования, нет ли рядом с отверстиями источника помех; есть ли изолирующая краска, распыленная на соединениях внахлест структурных частей, используйте наждачную бумагу, чтобы вытереть изоляционную краску для сравнительного теста. Проверьте, не покрыт ли заземляющий винт изоляционной краской и хорошо ли заземлен.

Lisun Компания Instruments Limited была найдена LISUN GROUP в 2003 году. LISUN система качества была строго сертифицирована ISO9001: 2015. Как член CIE, LISUN продукты разработаны на основе CIE, IEC и других международных или национальных стандартов. Все продукты прошли сертификат CE и прошли проверку подлинности в сторонней лаборатории.

Наша основная продукция гониофотометраИнтегрирующая сфераSpectroradiometerГенератор всплесковПистолеты-симуляторы ESDПриемник EMIИспытательное оборудование EMCТестер электробезопасностиЭкологическая палатаТемпература камерыКлиматическая камераТепловая камераТест соленых брызгКамера для испытаний на пыльВодонепроницаемый тестТест RoHS (EDXRF)Испытание светящейся проволоки и Испытание иглы на пламя.

Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если вам нужна поддержка.
Технический отдел: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Отдел продаж: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Метки: ,

Оставить сообщение

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

=