Expérience de conception EMI d'alimentation à découpage
1. Source EMI d'alimentation à découpage
Les sources d'interférences EMI de l'alimentation à découpage se reflètent principalement dans le tube de l'interrupteur de puissance, la diode redresseuse, le transformateur haute fréquence, etc. L'interférence de l'environnement externe sur l'alimentation à découpage provient principalement de la gigue du réseau électrique, de la foudre les grèves et les radiations externes.
(1) Tube de l'interrupteur d'alimentation
Le tube de l'interrupteur d'alimentation fonctionne dans l'état de commutation de cycle rapide marche-arrêt, et les dv/dt et di/dt changent rapidement. Par conséquent, le tube de l'interrupteur de puissance n'est pas seulement la principale source d'interférence du couplage de champ électrique, mais également la principale source d'interférence du couplage de champ magnétique.
(2) Transformateur haute fréquence
La source EMI du transformateur haute fréquence est concentrée dans la transformation de cycle rapide di/dt correspondant à l'inductance de fuite, de sorte que le transformateur haute fréquence est une source d'interférence importante du couplage de champ magnétique.
(3) Diode de redressement
La source EMI de la diode redresseuse se reflète principalement dans les caractéristiques de récupération inverse. Le point discontinu du courant de récupération inverse générera un dv/dt élevé dans l'inductance (inductance de plomb, inductance parasite, etc.), entraînant de fortes interférences électromagnétiques.
(4) PCB
Pour être précis, le PCB est le canal de couplage pour les sources d'interférence mentionnées ci-dessus, et la qualité du PCB correspond directement à la suppression des sources EMI mentionnées ci-dessus.
2. Classification des canaux de transmission EMI de l'alimentation à découpage
(1) Canal de transmission pour les interférences conduites
(1) Couplage capacitif
(2) Couplage inductif
(3) Couplage résistif
un. Couplage de conduction résistif généré par la résistance interne du réseau public
b. Couplage de conduction résistif généré par une impédance de masse commune
c. Couplage de conduction résistif généré par l'impédance de ligne commune
(2) Canal de transmission des interférences de rayonnement
(1) Dans l'alimentation à découpage, les composants et les fils qui peuvent constituer la source d'interférence de rayonnement peuvent être considérés comme des antennes, de sorte que la théorie du dipôle électrique et du dipôle magnétique peut être utilisée pour l'analyse ; les diodes, les condensateurs et les tubes de commutation de puissance peuvent être considérés comme des dipôles électriques, les bobines d'inductance peuvent être considérées comme des dipôles magnétiques ;
(2) Lorsqu'il n'y a pas de blindage, le canal de transmission des ondes électromagnétiques générées par les dipôles électriques et les dipôles magnétiques est l'air (que l'on peut supposer être l'espace libre) ;
(3) Lorsqu'il y a un corps de blindage, considérez les espaces et les trous du corps de blindage, et analysez et traitez selon le modèle mathématique du champ de fuite.
3. Neuf mesures majeures pour la suppression EMI de l'alimentation à découpage
Dans une alimentation à découpage, les variations soudaines de tension et de courant, à savoir des dv/dt et di/dt élevés, sont les principales causes d'EMI. Les mesures techniques de conception CEM pour réaliser l'alimentation à découpage reposent principalement sur les deux points suivants :
(1) Minimisez la source d'interférences générée par l'alimentation elle-même, utilisez la méthode de suppression des interférences ou générez des composants et des circuits avec moins d'interférences, et faites une disposition raisonnable ;
(2) Supprimez les EMI de l'alimentation et améliorez l'EMS de l'alimentation grâce à la mise à la terre, au filtrage, au blindage et à d'autres technologies.
Séparément parlant, les neuf principales mesures sont :
(1) Réduire dv/dt et di/dt (réduire sa valeur crête, ralentir sa pente)
(2) Application raisonnable de varistances pour réduire la surtension
(3) Le réseau d'amortissement supprime le dépassement
(4) Des diodes avec des caractéristiques de récupération douce sont utilisées pour réduire les EMI haute fréquence
(5) Correction active du facteur de puissance et autres techniques de correction des harmoniques
(6) Utilisez un filtre de ligne électrique raisonnablement conçu
(7) Traitement de mise à la terre raisonnable
(8) Mesures de protection efficaces
(9) Conception de PCB raisonnable
4. Contrôle de l'inductance de fuite du transformateur haute fréquence
L'inductance de fuite du transformateur haute fréquence est l'une des raisons importantes de la tension de crête de désactivation du tube de l'interrupteur de puissance. Par conséquent, le contrôle de l'inductance de fuite devient le principal problème pour résoudre les EMI causées par le transformateur haute fréquence.
Il existe deux points d'entrée pour réduire l'inductance de fuite des transformateurs haute fréquence : la conception électrique et la conception du procédé !
(1) Choisissez un noyau magnétique approprié pour réduire l'inductance de fuite. L'inductance de fuite est proportionnelle au carré du nombre de spires du côté primaire, la réduction du nombre de spires réduira considérablement l'inductance de fuite.
(2) Réduire la couche d'isolation entre les enroulements. Il existe maintenant une couche isolante appelée "film d'or" d'une épaisseur de 20-100um et une tension de claquage d'impulsion de plusieurs milliers de volts.
(3) Augmenter le couplage entre les enroulements et réduire l'inductance de fuite.
5. Blindage des transformateurs haute fréquence
Afin d'empêcher le champ magnétique de fuite du transformateur haute fréquence d'interférer avec les circuits environnants, une bande de blindage peut être utilisée pour protéger la fuite de champ magnétique du transformateur haute fréquence. La bande de blindage est généralement constituée d'une feuille de cuivre, enroulée autour de l'extérieur du transformateur et mise à la terre. La bande de blindage est un anneau de court-circuit par rapport au champ de fuite, supprimant ainsi la fuite du champ de fuite dans une plage plus large.
Pour les transformateurs haute fréquence, un déplacement relatif se produira entre les noyaux magnétiques et entre les enroulements, ce qui provoquera du bruit (hurlement, vibration) dans le fonctionnement du transformateur haute fréquence. Pour éviter ce bruit, le transformateur doit être durci :
(1) Utilisez de la résine époxy pour lier les trois surfaces de contact du noyau magnétique (telles que le noyau magnétique EE, EI) afin de supprimer la génération de déplacement relatif ;
(2) Utilisez de la colle "perles de verre" (perles de verre) pour coller le noyau magnétique, l'effet est meilleur.
