Solution de conception CEM optimisée pour les circuits imprimés d'alimentation à découpage
Le chemin d'interférence du bruit du convertisseur à découpage fournit des conditions de couplage pour la source d'interférence et l'équipement brouillé, et l'étude de son interférence en mode commun et de son interférence en mode différentiel est particulièrement importante. Le modèle haute fréquence des principaux composants du circuit ainsi que le modèle de circuit du bruit en mode commun et en mode différentiel sont principalement analysés pour fournir une aide utile pour la conception d'optimisation CEM du PCB d'alimentation à découpage.
Les effets des interférences en mode commun et des interférences en mode différentiel sur le circuit d'alimentation à découpage sont différents. Habituellement, le bruit en mode différentiel domine à basse fréquence et le bruit en mode commun domine à haute fréquence, et l'effet de rayonnement du courant en mode commun est généralement beaucoup plus important que celui du courant en mode différentiel, il est donc nécessaire de faire la distinction entre le bruit en mode différentiel. Interférence de mode et interférence de mode commun dans l'alimentation.
Afin de faire la distinction entre les interférences en mode différentiel et les interférences en mode commun, nous devons d'abord étudier le mode de couplage de base des alimentations à découpage, sur la base duquel nous pouvons établir les chemins de circuit des courants de bruit en mode différentiel et des interférences en mode commun. courants de bruit. Le couplage de conduction de l’alimentation à découpage est principalement :
Couplage par conduction basé sur un circuit, couplage capacitif, couplage inductif et un mélange de ces méthodes de couplage.
1 Modèle de chemin de bruit en mode commun et en mode différentiel
Alimentation à découpage due à la capacité de couplage du transformateur haute fréquence CW entre les enroulements primaire et secondaire, les tubes de puissance et les dissipateurs thermiques entre la présence de capacité parasite CK, les propres paramètres parasites du tube de puissance ainsi que les fils imprimés dus à la formation d'une inductance mutuelle , l'auto-inductance, la capacité mutuelle, l'auto-capacité, l'impédance et d'autres paramètres parasites dus à la formation d'un couplage mutuel, d'un bruit de mode commun et d'un chemin de bruit en mode pauvre, formant ainsi une interférence de conduction en mode commun et en mode pauvre. Le modèle de trajet de courant de bruit du convertisseur peut être obtenu sur la base de l'analyse des modèles de paramètres parasites des dispositifs de commutation de puissance, des transformateurs, ainsi que de la résistance, de l'inductance et de la capacité des fils imprimés.
2 Modèle haute fréquence des principaux composants du circuit
L'inductance parasite interne et la capacité des tubes de commutation de puissance affectent les performances haute fréquence du circuit. Ces capacités permettent aux courants de fuite d'interférence haute fréquence de circuler vers le substrat métallique, et il existe une capacité parasite CK entre les tubes de puissance et le dissipateur thermique, qui est généralement mis à la terre pour des raisons de sécurité, ce qui fournit un chemin de bruit en mode commun.
Le fonctionnement du convertisseur PWM s'accompagne du fonctionnement des appareils de commutation et du bruit de mode commun correspondant. Comme le montre la figure 1, pour un convertisseur en demi-pont, la tension de drain du commutateur Q1 est toujours U1 et le potentiel de la source varie entre 0 et U1/2 à mesure que l'état de commutation change ; le potentiel source de Q2 est toujours 0 et le potentiel de drain varie entre 0 et U1/2. Afin de maintenir un bon contact entre le tube de commutation et le dissipateur thermique, une entretoise isolante est souvent ajoutée entre le fond du tube de commutation et le dissipateur thermique ou du silicone isolant avec une bonne conductivité thermique est enduit sur le fond du tube de commutation et le dissipateur de chaleur. Cela fait que le point A à la terre équivaut à l'existence d'une capacité de couplage parallèle CK, lorsque l'état du tube de commutation Q1, Q2 change, de sorte que le potentiel du point A change, il produira un courant de bruit Ick dans CK, comme montré sur la figure 2. Le courant du dissipateur thermique vers le châssis et le châssis, c'est-à-dire la terre et la ligne électrique principale, il y a une impédance de couplage, la formation du chemin de bruit en mode commun illustré sur la ligne pointillée de la figure 2. En conséquence, le courant de bruit de mode commun génère une chute de tension aux bornes de l'impédance de couplage Z entre la terre et la ligne électrique principale, formant un bruit de mode commun.
