Metode pengujian filter EMI untuk beralih catu daya

Metode desain filter EMI catu daya:

1Metode umum untuk menentukan fcn:

Frekuensi penutupan tersedak harus ditentukan sesuai dengan persyaratan desain kompatibilitas elektromagnetik.dibutuhkan untuk mengurangi tingkat gangguan ke kisaran yang ditentukanUntuk penerima, kualitas penerimaannya tercermin dalam persyaratan toleransi kebisingan.

Sumber gangguan: fcn=kT× ((frekuensi gangguan rendah dalam sistem); Penerima: fcn=kRX ((frekuensi gangguan rendah dalam lingkungan elektromagnetik).

Dalam rumus, kT dan kR ditentukan sesuai dengan persyaratan kompatibilitas elektromagnetik, dan umumnya mengambil 1/3 atau 1/5.frekuensi pemotongan dari pencekaman kebisingan catu daya atau filter output catu daya adalah fen=20~30kHz (ketika frekuensi catu daya beralih f adalah 100kHz)Frekuensi pemotongan sinyal kebisingan adalah fcn = 10 ~ 30MHz (untuk peralatan teknologi informasi dengan kecepatan transmisi 100Mbps).

Selain itu, untuk perangkat dengan bentuk gelombang arus masukan khusus, such as power input circuits connected to direct rectification and capacitor filtering (this is usually the case for switching power supplies and electronic ballasts without power factor correction (PFC)), frekuensi noise choke cut-off fcn mungkin lebih rendah untuk menyaring gangguan konduksi harmonik 2 ~ 40th arus.Federal Communications Commission (FCC) Amerika Serikat menetapkan bahwa frekuensi awal gangguan elektromagnetik adalah 300kHz; Komite Khusus Internasional tentang Interferensi Radio (CISPR) menetapkan bahwa itu adalah 150kHz; dan standar militer AS menetapkan bahwa itu adalah 10kHz.

2. Sirkuit filter kebisingan

Ketika choke dimasukkan ke dalam sirkuit, efek penekanan kebisingan yang diberikan tidak hanya tergantung pada ukuran impedansi choke ZF,tetapi juga pada impedansi sebelum dan setelah sirkuit di mana tersedak terletak (i.e, impedansi sumber dan impedansi beban). analisis jaringan menunjukkan bahwa dalam rentang frekuensi operasi, input dan output impedansi jalur transmisi yang cocok,yang dapat memaksimalkan transmisi daya sinyalUntuk kebisingan, kita secara alami berpikir untuk memasukkan filter kebisingan untuk membuat input dan output impedansi tidak cocok dalam rentang frekuensi kebisingan untuk meminimalkan penekanan kebisingan.

Oleh karena itu, pemilihan struktur filter kebisingan dan komponen tergantung pada impedansi sumber dan impedansi beban sirkuit di mana filter kebisingan terletak.Filter anti-EMI sebenarnya adalah filter noise mismatchDi sini, kami secara khusus mengusulkan konsep ketidakcocokan kebisingan untuk memfasilitasi analisis interaksi antara kebisingan dan filter kebisingan (lihat bagian prinsip aplikasi di bawah).

Gambar 1 Sirkuit dasar filter kebisingan

Sirkuit filter kebisingan biasanya menggunakan struktur sirkuit berbentuk x, berbentuk T, berbentuk L dan kombinasi mereka untuk membuat filter low-pass.,untuk kebisingan frekuensi tinggi, struktur berbentuk n dapat memberikan impedansi input dan output yang rendah, yang cocok untuk kesempatan di mana impedansi sumber dan impedansi beban sirkuit tinggi;struktur berbentuk T dapat memberikan input tinggi dan output impedansi, yang cocok untuk kesempatan di mana impedansi sumber dan impedansi beban sirkuit rendah;Struktur berbentuk L dapat memberikan impedansi input yang tinggi dan impedansi output yang rendah (atau sebaliknya), yang cocok untuk kesempatan di mana impedansi sumber dan impedansi beban sirkuit rendah (atau sebaliknya).Penentuan nilai L dan C dari komponen filter harus memenuhi persyaratan sirkuit untuk kehilangan sisipan pada frekuensi kebisingan, dan dapat dihitung kira-kira sebagai berikut:

L=Z/(2I×fc), C=1/(2n×fe×Z)

Z adalah impedansi kebisingan, input filter atau output impedansi.Karena untuk frekuensi setinggi 100kHz dan harmonika, parameter sirkuit terdistribusi tidak dapat lagi diabaikan, dan efek penekanan kebisingan filter kebisingan sering ditentukan oleh eksperimen.karakteristik frekuensi impedansi dari kapasitor aktual dan metode perhitungan induktansi timbal diberikan di bawah iniMengingat pengaruh kerugian kondensator dan induktansi timbal, sirkuit kapasitor yang setara dan karakteristik frekuensi impedansi yang sebenarnya ditunjukkan pada Gambar 2.

Induktansi timbal dihitung dengan rumus berikut:

L=0,002/[ln(4l/d) -1]

Dimana d adalah diameter kawat (cm), 1 adalah panjang kawat (cm), dan L adalah induktansi (uH).

Sebagai contoh, kawat 0,31mm dengan panjang 1=1cm, L=0,0077uH, ketika frekuensi adalah 1MHz, Z=0.0499; ketika frekuensi adalah 100MHz, Z=4.99. Ketika 1=2cm, L=0.0182uH, ketika frekuensi adalah 100MHz, Z=11.44 ohm.

3Prinsip aplikasi filter kebisingan

Metode atau prosedur untuk memilih dan menggunakan filter kebisingan sesuai dengan persyaratan kompatibilitas elektromagnetik tidak unik.Ini harus diselesaikan sebagai bagian dari proses desain kompatibilitas elektromagnetik dalam desain listrik, produksi, dan debugging. Namun, sebelum merancang dan menggunakan filter kebisingan, adalah bermanfaat untuk memahami mode penyebaran gangguan elektromagnetik, rentang frekuensi kebisingan,dan lingkungan elektromagnetik dari sirkuit yang dimasukkan.

Ada dua cara penyebaran gangguan elektromagnetik:

Satu adalah gangguan yang dilakukan dan yang lainnya adalah gangguan yang dipancarkan. The board-mounted noise filter used to improve the circuit noise tolerance can be designed to work in a certain frequency band within the frequency range of 9kHz~1780MHz (according to the relevant electromagnetic compatibility standards)Secara umum dapat dianggap bahwa: segmen frekuensi rendah dari kebisingan dimanifestasikan sebagai gangguan yang dilakukan (pelecehan),dan filter kebisingan terutama bergantung pada reaktansi induktif dari tersedak untuk memberikan penekanan kebisingan; pada ujung tinggi frekuensi kebisingan, daya kebisingan yang dilakukan diserap oleh resistensi setara dari chok dan diabaikan oleh kapasitansi terdistribusi.gangguan yang dipancarkan menjadi bentuk utama gangguan.

Gangguan radiasi menyebabkan arus kebisingan pada komponen terdekat dan kabel, dan dalam kasus yang parah dapat menyebabkan sirkuit self-excitation,yang menjadi lebih menonjol dalam kasus perakitan komponen sirkuit kecil dan kepadatan tinggiSebagian besar perangkat anti-EMI dimasukkan ke dalam sirkuit sebagai filter low-pass untuk menekan atau menyerap gangguan kebisingan.frekuensi pemotongan filter fcn dapat dirancang atau dipilihSeperti yang disebutkan di atas, filter kebisingan dimasukkan ke dalam sirkuit sebagai ketidakcocokan kebisingan.Menggunakan konsep ketidakcocokan suara, fungsi filter dapat dipahami sebagai berikut: melalui filter kebisingan, kebisingan dapat mengurangi tingkat output kebisingan karena pembagian tegangan (atenuasi);atau menyerap daya kebisingan karena refleksi ganda; atau menghancurkan kondisi osilasi parasit karena perubahan fase saluran, sehingga meningkatkan toleransi kebisingan sirkuit.

Selain itu, hal-hal berikut harus diperhatikan saat merancang dan menggunakan perangkat anti-EMI:

(1) Memahami lingkungan elektromagnetik dan memilih rentang frekuensi yang wajar;

(2) Apakah ada DC atau AC kuat di sirkuit di mana filter kebisingan terletak untuk mencegah inti perangkat dari kegagalan saturasi;

(3) Memahami ukuran impedansi dan sifat sebelum dan setelah sirkuit penyisipan untuk mencapai ketidakcocokan kebisingan.dan cocok untuk digunakan di bawah impedansi sumber rendah dan impedansi beban;

(4) Perhatikan interferensi induktif x yang dihasilkan oleh kapasitansi terdistribusi dan komponen dan kabel yang berdekatan;

(5) Mengontrol kenaikan suhu perangkat, umumnya tidak melebihi 60°C.