تصميم مضاد للتداخل من تبديل التيار الكهربائي

تصميم مضاد للتداخل من تبديل التيار الكهربائي

يجب أن يأخذ تصميم EMC لتبديل مصدر الطاقة في الاعتبار الجوانب التالية:

1) مرشح

2) محول عالي التردد

3) تقنية التبديل اللينة 4) القمع النشط لتدخل الوضع الشائع

5) تصميم EMC لأسلاك لوحة الدوائر المطبوعة

تدابير تصميم 3EMC

3.1 مرشح

التصفية هي طريقة لقمع الاضطرابات التي تم إجراؤها. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي توصيل مرشح عند طرف إدخال مصدر الطاقة إلى قمع الضوضاء الصادرة عن شبكة الطاقة من غزو مصدر الطاقة نفسه ، ويمكنه أيضًا منع التداخل الناتج عن تبديل مصدر الطاقة وإعادته إلى شبكة الطاقة. كوحدة مهمة لقمع تداخل التوصيل لخط الطاقة ، يلعب مرشح الطاقة دورًا مهمًا للغاية في تصميم التوافق الكهرومغناطيسي للجهاز أو النظام. لا يمكنها فقط قمع تداخل التوصيل على خط النقل ، ولكن لها أيضًا تأثير كبت كبير على البث المشع على خط النقل. في دائرة المرشح ، يمكن أن يؤدي اختيار المكثفات المغذية ، والمكثفات ثلاثية الأطراف ، والحلقات المغناطيسية الفريتية إلى تحسين خصائص المرشح للدائرة. يعد التصميم المناسب أو اختيار المرشحات المناسبة والتركيب الصحيح للفلاتر من المكونات المهمة لتقنية منع التداخل. التدابير المحددة هي كما يلي: 1) قم بتركيب مرشح طاقة عند طرف إدخال التيار المتردد ، وتظهر دائرته في الشكل 1. في الشكل ، يتم استخدام Ld و Cd لقمع ضوضاء الوضع التفاضلي. بشكل عام ، Ld 100-700 μH و Cd 1-10 μF. يتم استخدام Lc و Cc لقمع ضوضاء الوضع الشائع ويمكن ضبطهما وفقًا للظروف الفعلية.

يجب تأريض جميع مرشحات إمداد الطاقة (باستثناء تلك التي لا يُسمح بتأريضها وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة الخاصة) ، لأنه يجب تأريض مكثف تجاوز الوضع الشائع للمرشح للعمل. طريقة التأريض العامة ليست فقط لتوصيل المرشح بالغلاف المعدني ، ولكن أيضًا لتوصيل غلاف المرشح بأسلاك أكثر سمكًا.

قم بتوصيله بالنقطة الأرضية للجهاز. كلما انخفضت مقاومة الأرض ، كان تأثير الترشيح أفضل.

يجب تركيب المرشح بالقرب من مدخل الطاقة قدر الإمكان. يجب أن تكون نهايات المدخلات والمخرجات للمرشح بعيدة قدر الإمكان لتجنب إشارات التداخل من الاقتران المباشر من طرف الإدخال إلى نهاية الخرج.

2) أضف مرشح إخراج عند خرج مزود الطاقة. يمكن أن تؤدي إضافة مكثفات عالية التردد ، وزيادة تحريض محث مرشح الخرج ، وقدرة مكثف المرشح إلى قمع ضوضاء الوضع التفاضلي. إذا تم توصيل عدة مكثفات بشكل متوازٍ ، فسيكون التأثير أفضل. 3.2 محول عالي التردد

قم بتركيب شبكة امتصاص RC على الجانب الأساسي ، والجانب الثانوي للمحول عالي التردد ، وبين القطبين C و E لأنبوب التبديل ، وعلى الصمام الثنائي لمعدل الإخراج.

3.3 تقنية التبديل الناعم

يساعد تطبيق تقنية التبديل الناعم على تقليل التداخل الكهرومغناطيسي ، لأن الطاقة MOSFET و IGBT يتم تشغيلهما بجهد صفري ويتم إيقاف تشغيلهما عند صفر تيار ، كما أن الصمام الثنائي للاسترداد السريع مطفأ أيضًا ، مما يقلل من استهلاك الطاقة في الطاقة دائرة كهربائية. يمكن أن يقلل di / dt و dv / dt لجهاز الطاقة من مستوى EMI. ثبت من خلال التجارب أن تقنية التبديل الناعم لها تأثير معين فقط على قمع التوافقيات عالية الترتيب للتموج.

3.4 تقنية القمع النشط لتداخل الوضع المشترك

تقنية الكبت النشط للتداخل المشترك هي طريقة لاتخاذ تدابير من مصادر الضوضاء لقمع تداخل النمط المشترك. تتمثل فكرة هذه الطريقة في محاولة استخراج جهد ضوضاء تعويضي EMI من الدائرة الرئيسية التي تكون معاكسة تمامًا لشكل موجة الجهد الرئيسي الذي يسبب EMI ، واستخدامها لموازنة تأثير جهد التبديل الأصلي.

3.5 لوحة الدوائر المطبوعة

لقد أثبتت الممارسة أن تخطيط المكونات وتصميم الأسلاك للوحة المطبوعة لهما تأثير كبير على أداء التوافق الكهرومغناطيسي لمزود طاقة التحويل. هناك أيضًا قضبان طاقة عالية الجهد ، بالإضافة إلى بعض مفاتيح الطاقة عالية التردد والمكونات المغناطيسية. ستؤثر كيفية ترتيب موضع المكونات بشكل معقول في المساحة المحدودة للوحة المطبوعة بشكل مباشر على الأداء المضاد للتداخل لكل مكون في الدائرة. وموثوقية الدائرة.

3.5.1 تأثير مقاومة السلك

من خلال تحليل الممانعة المميزة للسلك المطبوع ، يتم تحديد طريقة وضع السلك المطبوع وطوله وعرضه وطريقة تخطيطه.

تتكون الممانعة المميزة لسلك واحد من مقاومة التيار المستمر R والحث الذاتي L

Z=R plus jωL (1) L =2 lln (2)

في الصيغة: l - طول السلك ؛

ب - عرض السلك.

من الواضح أنه كلما كان الخط المطبوع أقصرًا ، كانت مقاومة التيار المستمر R أصغر ؛ في الوقت نفسه ، يمكن أن تؤدي زيادة عرض وسمك الخط المطبوع أيضًا إلى تقليل مقاومة التيار المستمر R.

يمكن أن نرى من الصيغة (2) أنه كلما كان طول الخط المطبوع أقصر ، كلما كان الحث الذاتي L أصغر ، وزيادة العرض b للخط المطبوع يمكن أن يقلل أيضًا من الحث الذاتي L. الممانعة المميزة لـ لا تتكون الخطوط المطبوعة المتعددة فقط من مقاومة DC R والحث الذاتي L ، ولكن لها أيضًا تأثير الحث المتبادل M ، ولا يتأثر الحث المتبادل M فقط بطول وعرض الخطوط المطبوعة ، ولكن أيضًا المسافة بين خطوط مطبوعة. لعب دور هام. M =2 لتر (3)

في الصيغة: s —— المسافة بين الخطين ، زيادة المسافة بين الخطين يمكن أن تقلل من الحث المتبادل.

في ضوء الظاهرة المذكورة أعلاه ، عند تصميم لوحة الدوائر المطبوعة ، يجب تقليل مقاومة خط الطاقة والخط الأرضي قدر الإمكان ، لأن خط الطاقة والخط الأرضي والخطوط المطبوعة الأخرى بها محاثة ، عندما يكون مصدر الطاقة يتغير التيار بشكل كبير ، سينتج عنه انخفاض كبير في الجهد ، ويعتبر انخفاض الجهد لسلك الأرض عاملاً مهمًا في تكوين تداخل المعاوقة العامة ، لذلك يجب تقصير السلك الأرضي قدر الإمكان ، وسلك الطاقة و يجب أن يكون السلك الأرضي سميكًا قدر الإمكان.

في تصميم الألواح المطبوعة على الوجهين ، بالإضافة إلى زيادة سماكة خط الطاقة والخط الأرضي قدر الإمكان ، يجب تثبيت مكثف فصل بخصائص جيدة للتردد العالي بين الخط الأرضي وخط الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، لا تقم بتشغيل خطي إشارة مطبوعين على التوازي. إذا تعذر تجنب الأسلاك المتوازية ، فيمكن معالجتها بالطرق التالية: 1) إضافة سلك أرضي بين خطي الإشارة للحماية ؛

2) حافظ على المسافة بين خطي الإشارة المتوازيين قدر الإمكان لتقليل تأثير المجال الكهرومغناطيسي بين الخطين ؛

3) اتجاه التيار المتدفق عبر خطي الإشارة المتوازيين معاكس. (الغرض هو تقليل التدفق المغناطيسي المستحث)

3.5.2 تخطيط المكونات

عند تصميم لوحة دوائر مطبوعة ، عادة ما يكون من الصعب تجنب مصدر التداخل والضحية بسبب محدودية ظروف العمل. في هذا الوقت ، حاول تجميع المكونات المترابطة معًا لتجنب التداخل الناجم عن الخطوط المطبوعة الطويلة جدًا لأن المكونات بعيدة جدًا ؛ علاوة على ذلك ، ضع إشارة الإدخال وإشارة الخرج بالقرب من منفذ الرصاص قدر الإمكان. لتجنب التداخل الناجم عن مسارات الاقتران.

4 إجراءات هيكلية

التدريع وسيلة مهمة وفعالة لحل مشاكل التوافق الكهرومغناطيسي