1 corrente de ruído EMI
Existem muitas topologias de circuito de fonte de alimentação comutada, que podem ser divididas em ponte completa, meia ponte, push-pull, single-ended forward, single-ended flyback e outros modos de acordo com a combinação de tubo de comutação de energia e alto transformador de frequência. No módulo de fonte de alimentação de comutação de média e pequena potência, as topologias de circuito mais usadas são push-pull, single-ended forward, single-ended flyback e assim por diante. O diagrama de blocos de um típico circuito de fonte de alimentação de comutação direta de terminação única é mostrado na Figura 1. Ele consiste em um tubo de chaveamento Q1, um transformador de alta frequência T, um diodo retificador Dl, um diodo de roda livre D2, um indutor de filtro de saída L e um capacitor de filtro de saída C. Ao trabalhar, a unidade de controle PWM pode enviar um sinal de pulso com largura de pulso variável para acionar o tubo de comutação Q1. Quando o tubo interruptor Q1 é ligado, a energia CC na extremidade de entrada é transmitida para o secundário através do transformador de alta frequência. Quando o tubo interruptor Q1 é desligado, transformador de alta frequência para reinicialização magnética. O pulso de alta frequência transmitido através do transformador de alta frequência é retificado em uma CC pulsante de direção única pelo diodo retificador. Depois que essa CC pulsante é filtrada pelo indutor do filtro de saída e pelo capacitor do filtro, a tensão CC necessária pode ser enviada.
Durante o processo de comutação de alta frequência do transístor de comutação de potência Q1, os impulsos que fluem através do transístor de comutação de potência e do transformador de alta frequência irão gerar tensões harmónicas complicadas e correntes harmónicas. O ruído gerado por essas tensões e correntes harmônicas pode ser transmitido para o terminal de alimentação pública através da linha de entrada de energia, ou para a carga através da linha de saída da fonte de alimentação chaveada, causando interferência em outros sistemas ou componentes sensíveis. O espectro de ruído desses ruídos conduzidos na linha de energia é mostrado na Figura 2. Pode ser visto na figura que na faixa de frequência de várias centenas de kHz a 50 MHz, ou seja, a faixa de frequência da fundamental e vários harmônicos de a frequência de comutação Dentro do intervalo, a amplitude do ruído de interferência excede em muito o intervalo especificado por GJBl51A, o que fará com que os indicadores de compatibilidade eletromagnética, como o ruído de condução do sistema, excedam o padrão.
2. Corrente de interferência de modo comum
Todos os componentes do circuito do módulo de fonte de alimentação de comutação de montagem em superfície com estrutura de pacote de metal são todos montados no substrato. Dispositivos ativos, como chips de controle PWM, válvulas de comutação de energia e diodos retificadores, são todos componentes do pacote montados na superfície. A tensão e a corrente de entrada e saída são enviadas pelos condutores.
A placa inferior do invólucro do tubo é o suporte do substrato de alumina. A parte frontal do substrato de alumina é a área de fiação e a área de montagem dos componentes. Baseplates de metal são anexados. A constante dielétrica do substrato de alumina é 8 e a espessura geralmente está na faixa de 0,5 a 1,0 mm. Na área de montagem na parte frontal do substrato de alumina, os componentes de montagem em superfície (como chips de controle PWM, amplificadores operacionais, fontes de referência, interruptores MOSFET, diodos retificadores) são conectados à fiação por meio de solda (como cola condutora, solda de refluxo, etc.) pads na área estão conectados. Embora esse método de conexão constitua um loop de circuito, ele também traz uma nova capacitância parasita Cp para o circuito.
No circuito primário, o chip do interruptor de alimentação, o chip de controle PWM, o chip do amplificador operacional, os traços das linhas de entrada positiva e negativa da fonte de alimentação, etc. a capacitância parasita depende da espessura do substrato. e a área que ocupam no piso. Desta forma, no circuito, as capacitâncias distribuídas Cp1, Cp2, ..., Cp6, etc. são formadas entre esses componentes e seus traços e a placa inferior do invólucro. Essas capacitâncias distribuídas causarão correntes de ruído sob a influência combinada de dV/dt, dI/dt e a corrente de recuperação reversa do diodo retificador. Essas correntes de ruído são iguais em magnitude e fase entre o positivo e o negativo da linha de alimentação de entrada e entre o positivo e o negativo da linha de carga de saída e são chamadas de correntes de ruído de modo comum. O tamanho da corrente de ruído de modo comum está relacionado ao tamanho da capacitância distribuída, dV/dt, dI/dt, etc.
3. Corrente de interferência do modo diferencial primário
A corrente de interferência do modo diferencial primário, no loop primário, o tubo de comutação de energia Q1, o enrolamento primário do transformador de alta frequência Lp e o capacitor do filtro de entrada Ci constituem o circuito de conversão CC de entrada da fonte de alimentação de comutação. A energia DC é transferida para o secundário através do transformador de alta frequência. No entanto, quando o interruptor de alimentação Q1 muda, a onda fundamental e os harmônicos causados pela ascensão e queda do pulso de alta frequência serão transmitidos ao terminal de alimentação de entrada ao longo do capacitor de filtro de entrada Ci, e essa corrente de ruído se propaga ao longo do positivo e terminais negativos da linha de alimentação de entrada. É chamado de corrente de interferência do modo diferencial primário IDIFF. Esta corrente de interferência de modo diferencial IDIFF flui para o terminal de fonte de alimentação comum através da linha de fonte de alimentação de entrada, especialmente quando o capacitor do filtro de entrada Ci é insuficientemente filtrado, a interferência na linha de fonte de alimentação de entrada é grande e também interfere com outras partes do sistema através do terminal de alimentação comum. Assim, os indicadores de desempenho de outras peças são reduzidos.
