Solução de design EMC otimizada para comutação de PCBs de fonte de alimentação
O caminho de interferência do ruído do conversor de comutação fornece condições de acoplamento para a fonte de interferência e o equipamento interferido, e o estudo de sua interferência de modo comum e interferência de modo diferencial é particularmente importante. O modelo de alta frequência dos principais componentes do circuito, bem como o modelo de circuito de modo comum e ruído de modo diferencial são analisados principalmente para fornecer ajuda útil para o projeto de otimização EMC da PCB da fonte de alimentação chaveada.
Os efeitos da interferência de modo comum e da interferência de modo diferencial no circuito de comutação da fonte de alimentação são diferentes. Normalmente, o ruído do modo diferencial domina em baixa frequência e o ruído do modo comum domina em alta frequência, e o efeito de radiação da corrente de modo comum é geralmente muito maior do que o da corrente de modo diferencial, por isso é necessário distinguir entre o diferencial interferência de modo e interferência de modo comum na fonte de alimentação.
Para distinguir entre interferência de modo diferencial e interferência de modo comum, primeiro precisamos estudar o modo de acoplamento básico das fontes chaveadas, com base no qual podemos estabelecer os caminhos do circuito das correntes de ruído de modo diferencial e de modo comum. correntes de ruído. O acoplamento de condução da fonte de alimentação chaveada é principalmente:
Acoplamento de condução baseado em circuito, acoplamento capacitivo, acoplamento indutivo e uma mistura desses métodos de acoplamento.
1 Modelo de caminho de ruído de modo comum e modo diferencial
Comutação da fonte de alimentação devido à capacitância de acoplamento do transformador de alta frequência CW entre os enrolamentos primário e secundário, tubos de potência e dissipadores de calor entre a presença de capacitância parasita CK, os próprios parâmetros parasitas do tubo de potência, bem como fios impressos devido à formação de indutância mútua , auto-indutância, capacitância mútua, auto-capacitância, impedância e outros parâmetros parasitas devido à formação de acoplamento mútuo, ruído de modo comum e caminho de ruído de modo ruim, formando assim um modo comum e interferência de condução de modo ruim. O modelo do caminho da corrente de ruído do conversor pode ser obtido com base na análise dos modelos de parâmetros parasitas dos dispositivos de comutação de potência, transformadores e da resistência, indutância e capacitância dos fios impressos.
2 Modelo de alta frequência dos principais componentes do circuito
A indutância parasita interna e a capacitância dos tubos de comutação de energia afetam o desempenho de alta frequência do circuito. Essas capacitâncias permitem que correntes de fuga de interferência de alta frequência fluam para o substrato metálico, e há uma capacitância parasita CK entre os tubos de alimentação e o dissipador de calor, que geralmente é aterrado por razões de segurança, o que fornece um caminho de ruído de modo comum.
A operação do conversor PWM é acompanhada pela operação dos dispositivos de comutação e pelo correspondente ruído de modo comum. Conforme mostrado na Figura 1, para um conversor de meia ponte, a tensão de dreno da chave Q1 é sempre U1, e o potencial da fonte varia entre 0 e U1/2 conforme o estado de comutação muda; o potencial de fonte de Q2 é sempre 0, e o potencial de dreno varia entre 0 e U1/2. Para manter um bom contato entre o tubo de comutação e o dissipador de calor, um espaçador isolante é frequentemente adicionado entre a parte inferior do tubo de comutação e o dissipador de calor ou silicone isolante com boa condutividade térmica é espalhado na parte inferior do tubo de comutação e o dissipador de calor. Isso faz com que o ponto A ao solo seja equivalente à existência de uma capacitância de acoplamento paralelo CK, quando o estado do tubo de comutação Q1, Q2 muda, de modo que o potencial do ponto A muda, produzirá corrente de ruído Ick em CK, como mostrado na Figura 2. A corrente do dissipador de calor para o chassi, e o chassi, ou seja, o terra e a linha de alimentação principal, há uma impedância de acoplamento, a formação do caminho de ruído de modo comum mostrado na Figura 2 linha pontilhada. Como resultado, a corrente de ruído de modo comum gera uma queda de tensão através da impedância de acoplamento Z entre o terra e a linha de energia principal, formando ruído de modo comum.
