Masalah Umum dalam Pengujian EMI untuk Mengalihkan Catu Daya

Saat ini, masalah kompatibilitas elektromagnetik produk elektronik telah menarik lebih banyak perhatian. Terutama negara-negara maju di dunia telah membentuk sistem kompatibilitas elektromagnetik yang lengkap. Pada saat yang sama, negara kita juga membangun sebuah kecocokan elektromagnetik sistem. Oleh karena itu, terwujudnya pengujian EMI produk adalah paspor untuk memasuki pasar internasional. LISUN Sistem Tes EMI EMI-9KB sepenuhnya bertemu CISPR15:2018, CISPR16-1, GB17743, FCC, EN55015 dan EN55022.

Untuk catu daya switching, karena tabung switching dan tabung penyearah bekerja di bawah kondisi arus tinggi dan tegangan tinggi, itu akan menghasilkan interferensi elektromagnetik yang kuat ke dunia luar, sehingga emisi konduksi dan emisi radiasi elektromagnetik dari catu daya switching lebih sulit dibandingkan produk lain. Untuk mencapai kompatibilitas elektromagnetik, tetapi jika kita memiliki pemahaman yang jelas tentang prinsip interferensi elektromagnetik yang dihasilkan dengan mengganti catu daya, tidak sulit untuk menemukan tindakan pencegahan yang sesuai untuk mengurangi tingkat emisi yang dilakukan dan tingkat emisi terpancar ke tingkat yang sesuai untuk mencapai kompatibilitas elektromagnetik. rancangan.

Mekanisme Pembangkitan dan Cara Propagasi Interferensi Elektromagnetik dalam Switching Power Supply
Tindakan switching yang tinggi dari perangkat switching daya adalah penyebab utama dari interferensi elektromagnetik (EMI) dalam mengganti catu daya. Peningkatan frekuensi switching mengurangi ukuran dan berat catu daya di satu sisi, dan mengarah ke yang lebih serius EMI masalah di sisi lain. Gangguan elektromagnetik dalam switching power supply dibagi menjadi dua jenis: gangguan yang dilakukan dan interferensi terpancar. Biasanya gangguan yang dilakukan dianalisis dengan lebih baik, dan teori rangkaian serta pengetahuan matematika dapat digabungkan untuk mempelajari karakteristik berbagai komponen dalam interferensi elektromagnetik; tetapi untuk interferensi terpancar, karena efek komprehensif dari sumber interferensi yang berbeda di sirkuit, itu juga melibatkan teori medan elektromagnetik, lebih sulit untuk dianalisis. Mekanisme kedua interferensi ini akan diperkenalkan secara singkat di bawah ini. Interferensi konduksi dapat dibagi menjadi interferensi mode umum (Common Mode-CM) dan interferensi mode diferensial (Mode Diferensial-DM). Karena adanya parameter parasit dan frekuensi tinggi menghidupkan dan mematikan perangkat switching di catu daya switching, catu daya switching menghasilkan gangguan mode umum yang besar dan gangguan mode diferensial pada inputnya (yaitu, sisi jaringan AC).

Mode Umum (CM) Interferensi
Ketika konverter bekerja pada frekuensi tinggi, karena dv/dt tinggi, kapasitansi parasit antara kumparan transformator dan antara tabung sakelar dan unit pendingin tereksitasi, menghasilkan gangguan mode umum.
Menurut prinsip gangguan mode umum, metode penekanan berikut sering digunakan dalam aplikasi praktis:
1. Optimalkan tata letak komponen sirkuit untuk meminimalkan kapasitansi parasit dan kopling.
2. Tunda waktu nyala dan mati sakelar. Tapi ini tidak sesuai dengan tren catu daya switching frekuensi tinggi.
3. Terapkan sirkuit snubber untuk memperlambat laju perubahan dv/dt.

Mode Diferensial (DM) Interferensi
Arus dalam konverter pensaklaran diaktifkan pada frekuensi tinggi, menghasilkan di/dt yang tinggi pada kapasitor filter input dan output, yaitu, tegangan interferensi diinduksi pada induktansi atau impedansi ekivalen dari kapasitor filter. Pada saat ini, gangguan mode diferensial akan terjadi. Oleh karena itu, pemilihan kapasitor filter berkualitas tinggi (induktansi setara atau impedansi sangat rendah) dapat mengurangi gangguan mode diferensial.

Generasi dan propagasi interferensi terpancar
Gangguan radiasi dapat dibagi lebih lanjut menjadi interferensi medan dekat (jarak antara titik pengukuran dan sumber medan <λ/6 (λ adalah panjang gelombang interferensi gelombang elektromagnetik)) dan interferensi medan jauh (jarak antara titik pengukuran dan sumber medan>λ/6 ). Menurut teori medan elektromagnetik Maxwell, perubahan arus dalam konduktor menghasilkan perubahan medan magnet di ruang di sekitarnya, yang pada gilirannya menghasilkan perubahan medan listrik, yang keduanya mematuhi persamaan Maxwell. Besar dan frekuensi perubahan arus ini menentukan besar dan jangkauan medan elektromagnetik yang dihasilkan. Dalam penelitian radiasi, antena merupakan sumber radiasi elektromagnetik. Pada rangkaian catu daya switching, komponen dan sambungan pada rangkaian utama dapat dianggap sebagai antena, yang dapat dianalisis dengan menerapkan teori dipol listrik dan dipol magnet. Dalam analisis, dioda, tabung pensaklaran, kapasitor, dll. Dapat dianggap sebagai dipol listrik; kumparan induktif dapat dianggap sebagai dipol magnetik, dan kemudian analisis komprehensif dapat dilakukan dengan teori medan elektromagnetik yang relevan.

Ketika catu daya switching bekerja, tegangan internal dan bentuk gelombang arus naik dan turun dalam waktu yang sangat singkat. Oleh karena itu, catu daya switching itu sendiri merupakan sumber kebisingan. Gangguan yang dihasilkan oleh catu daya switching dapat dibagi menjadi dua jenis: gangguan puncak dan gangguan harmonik sesuai dengan jenis sumber gangguan kebisingan; jika dibagi menurut jalur kopling, dapat dibagi menjadi dua jenis: gangguan konduksi dan gangguan radiasi. Cara mendasar untuk mencegah interferensi yang dihasilkan oleh catu daya agar tidak membahayakan sistem elektronik dan jaringan listrik adalah dengan melemahkan sumber kebisingan, atau dengan memutus jalur sambungan antara kebisingan catu daya dan sistem elektronik dan jaringan listrik. .

Jelaskan secara terpisah menurut sumber gangguan kebisingan
1. Interferensi yang disebabkan oleh waktu pemulihan terbalik dioda
Tegangan input AC diubah menjadi tegangan berdenyut sinusoidal oleh jembatan penyearah dioda daya, dan kemudian menjadi DC setelah dihaluskan oleh kapasitor, tetapi bentuk gelombang arus kapasitor bukanlah gelombang sinus tetapi gelombang pulsa. Dapat dilihat dari bentuk gelombang arus bahwa arus mengandung harmonik yang lebih tinggi. Sejumlah besar komponen harmonik arus mengalir ke jaringan listrik, menyebabkan polusi harmonik ke jaringan listrik. Selain itu, karena arus adalah gelombang pulsa, faktor daya input catu daya berkurang. Ketika dioda penyearah dalam rangkaian penyearah frekuensi tinggi adalah konduktor maju, arus maju yang besar mengalir. Ketika dimatikan oleh tegangan bias balik, karena akumulasi lebih banyak pembawa di persimpangan PN, pembawa arus Untuk jangka waktu sebelum pembawa menghilang, arus akan mengalir ke arah yang berlawanan, menghasilkan arus yang tajam. penurunan arus pemulihan balik dari hilangnya pembawa dan perubahan arus yang besar (di/dt).

2. Gangguan harmonik yang dihasilkan saat tabung sakelar bekerja
Ketika tabung saklar daya dihidupkan, arus pulsa yang besar mengalir. Misalnya, bentuk gelombang arus input tipe maju, tipe dorong-tarik dan konverter tipe jembatan kira-kira gelombang persegi panjang ketika beban resistif, yang mengandung komponen harmonik orde tinggi yang melimpah. Ketika arus nol, sakelar tegangan nol digunakan, interferensi harmonik ini akan menjadi minimal. Selain itu, perubahan arus yang tiba-tiba yang disebabkan oleh induktansi bocor dari belitan transformator frekuensi tinggi selama periode mati dari tabung sakelar daya juga akan menghasilkan interferensi puncak.

3. Gangguan yang disebabkan oleh rangkaian input AC
Tabung penyearah di ujung input catu daya switching tanpa transformator frekuensi daya akan menyebabkan osilasi teredam frekuensi tinggi selama periode pemulihan terbalik dan menyebabkan gangguan. Interferensi puncak dan energi interferensi harmonik yang dihasilkan oleh catu daya switching, interferensi yang terbentuk melalui jalur input dan output dari catu daya switching disebut interferensi konduksi; dan energi osilasi harmonik dan parasit, ketika disebarkan melalui jalur input dan output, akan berada di dalam ruang. Menghasilkan medan listrik dan magnet. Interferensi ini dihasilkan oleh radiasi elektromagnetik disebut interferensi radiasi.

4. Alasan lainnya
Parameter parasit komponen dan desain skema catu daya switching tidak sempurna. Kabel papan sirkuit tercetak (PCB) biasanya diatur secara manual, yang memiliki keacakan yang besar. Interferensi medan dekat PCB besar, dan pemasangan serta penempatan dan orientasi yang tidak masuk akal akan menyebabkan gangguan EMI. Hal ini meningkatkan kesulitan mengekstraksi parameter distribusi PCB dan memperkirakan gangguan medan dekat.

Reaksi kebisingan arsitektur Flyback pada spektrum
• Osilasi yang dihasilkan pada 0.15MHz adalah interferensi yang disebabkan oleh harmonik ke-3 dari frekuensi switching;
• Osilasi yang dihasilkan pada 0.2MHz adalah interferensi yang disebabkan oleh superposisi harmonik ke-4 dari frekuensi switching dan gelombang dasar osilasi MOSFET 2 (190.5KHz); jadi bagian ini lebih kuat;
• Osilasi yang dihasilkan pada 0.25MHz adalah interferensi yang disebabkan oleh harmonik ke-5 dari •frekuensi switching;
• Osilasi yang dihasilkan pada 0.35MHz adalah interferensi yang disebabkan oleh harmonik ke-7 dari frekuensi switching;
• Osilasi yang dihasilkan pada 0.39MHz adalah interferensi yang disebabkan oleh superposisi harmonik ke-8 frekuensi switching dan gelombang fundamental osilasi MOSFET 2 (190.5KHz);
• Osilasi yang dihasilkan pada 1.31MHz merupakan interferensi yang disebabkan oleh gelombang dasar osilasi Dioda 1 (1.31MHz);
• Osilasi yang dihasilkan pada 3.3MHz adalah interferensi yang disebabkan oleh gelombang dasar osilasi MOSFET 1 (3.3MHz);

Karakteristik switching power supply EMI
Sebagai perangkat konversi energi yang bekerja dalam keadaan switching, tingkat perubahan tegangan dan arus dari catu daya switching sangat tinggi, dan intensitas interferensi relatif besar; sumber interferensi terutama terkonsentrasi selama periode peralihan daya dan radiator serta transformator tingkat tinggi terhubung dengannya. Lokasi sumber gangguan sirkuit relatif jelas; frekuensi switching tidak tinggi (dari puluhan kilohertz dan beberapa megahertz), dan bentuk utama interferensi adalah interferensi dan interferensi medan dekat; dan jejak papan sirkuit tercetak (PCB) biasanya disambungkan secara manual. Memiliki keacakan yang lebih besar, yang meningkatkan kesulitan mengekstraksi parameter distribusi PCB dan gangguan medan dekat.

Tindakan untuk Mencegah EMI Saat Merancang Switching Power Supply
• Minimalkan area foil tembaga PCB untuk simpul sirkuit kebisingan, seperti saluran pembuangan, kolektor, simpul belitan primer dan sekunder dari tabung sakelar, dll.;
• Jauhkan terminal input dan output dari komponen kebisingan, seperti pembungkus kawat trafo, inti trafo, heat sink dari tabung sakelar, dll.;
• Jauhkan komponen yang berisik (seperti pembungkus kawat trafo tanpa pelindung, inti dan sakelar trafo tanpa pelindung, dll.) dari tepi selungkup, yang kemungkinan berada dekat dengan kabel arde luar dalam pengoperasian normal;
• Jika transformator tidak terlindung dengan medan listrik, jauhkan pelindung dan heat sink dari transformator;
• Minimalkan area loop arus berikut: penyearah sekunder (output), perangkat daya switching primer, jalur penggerak gerbang (basis), penyearah tambahan;
• Jangan mencampur loop umpan balik drive gerbang (basis) dengan sirkuit sakelar utama atau sirkuit penyearah tambahan;
• Menyesuaikan dan mengoptimalkan nilai tahanan redaman agar tidak menimbulkan bunyi dering selama waktu mati sakelar;
• Mencegah saturasi induktor filter EMI;
• Jauhkan simpul belok dan komponen sirkuit sekunder dari pelindung sirkuit primer atau unit pendingin sakelar;
• Jauhkan simpul ayun sirkuit primer dan badan komponen dari pelindung atau unit pendingin;
• Tempatkan filter EMI untuk input frekuensi tinggi di dekat kabel input atau ujung konektor;
• Jauhkan filter EMI dari output frekuensi tinggi dekat dengan terminal kabel output;
• Jaga jarak tertentu antara foil tembaga PCB di sisi berlawanan dari filter EMI dan bodi komponen; letakkan beberapa resistor pada garis penyearah kumparan bantu; sambungkan resistor redaman secara paralel dengan kumparan batang magnet; hubungkan kedua ujung filter RF keluaran secara paralel resistansi redaman;
• Diperbolehkan untuk menempatkan kapasitor keramik 1nF/500V atau serangkaian resistor dalam desain PCB, yang dihubungkan melintasi ujung statis primer transformator dan belitan bantu;
• Jauhkan filter EMI dari transformator daya, terutama di ujung pembungkus;
• Jika area PCB cukup, pin untuk belitan pelindung dan posisi untuk menempatkan peredam RC dapat dibiarkan di PCB, dan peredam RC dapat dihubungkan di kedua ujung belitan pelindung;
• Tempatkan kapasitor memimpin radial kecil (Miller, 10 picofarads/1kV) antara saluran pembuangan dan gerbang FET daya switching jika ruang memungkinkan;
• Pasang peredam RC kecil pada output DC jika ruang memungkinkan;
• Jangan letakkan soket AC pada unit pendingin dari sakelar utama.

Penanggulangan EMI dalam radiasi
Kebisingan broadband yang berlebihan di pita frekuensi 30-300MHz
1. Verifikasi dengan menambahkan cincin magnet decoupling (dapat dibuka dan ditutup) pada saluran listrik. Jika ada perbaikan, itu berarti terkait dengan saluran listrik. Metode perbaikan berikut digunakan: Jika perangkat memiliki filter terintegrasi, periksa apakah grounding filter sudah benar. Bagus, apakah kabel ground sependek mungkin;

2. Pengardean filter dengan selubung logam lebih disukai secara langsung melalui area ikatan yang luas antara selubung dan tanah. Periksa apakah jalur input dan output filter berdekatan satu sama lain. Sesuaikan kapasitansi kapasitor X/Y dengan tepat, induktansi mode diferensial dan induktansi koil choke mode umum; perhatikan masalah keamanan saat menyesuaikan kapasitor Y; mengubah parameter dapat meningkatkan radiasi bagian tertentu, tetapi akan menyebabkan perubahan frekuensi lainnya. Miskin, jadi Anda harus terus berusaha mencari kombinasi terbaik. Ini adalah cara yang baik untuk secara tepat meningkatkan nilai resistansi pada elektroda pemicu; itu juga dapat dikurangi secara efektif dengan menghubungkan kapasitor kecil ke kolektor transistor switching (atau saluran pembuangan transistor MOS) atau penyearah output sekunder ke ground Common Mode Switching Noise.

3. Papan catu daya switching harus mengontrol area pengembalian setiap loop selama pemasangan kabel PCB, yang dapat sangat mengurangi radiasi mode diferensial. Tambahkan 104/103 kapasitor ke jejak daya PCB untuk decoupling daya; saat memasang kabel papan multi-layer, bidang daya dan bidang tanah harus berdekatan satu sama lain; atur cincin magnet pada saluran listrik untuk perbandingan dan verifikasi, yang dapat ditambahkan di papan tunggal nanti. Induktor mode umum digunakan untuk mencapai ini, atau cincin magnetik disuntikkan pada kabel. Panjang garis L dari saluran input AC harus sesingkat mungkin; di dalam peralatan pelindung, apakah ada sumber gangguan di dekat lubang; apakah ada cat isolasi yang disemprotkan pada sambungan pangkuan bagian struktural, gunakan kain ampelas untuk menyeka cat isolasi untuk uji perbandingan. Periksa apakah sekrup ground disemprot dengan cat isolasi dan apakah groundingnya bagus.

Lisun Instrumen Terbatas ditemukan oleh LISUN GROUP di 2003. LISUN sistem kualitas telah disertifikasi secara ketat oleh ISO9001:2015. Sebagai Keanggotaan CIE, LISUN produk dirancang berdasarkan CIE, IEC dan standar internasional atau nasional lainnya. Semua produk lulus sertifikat CE dan diautentikasi oleh lab pihak ketiga.

Produk utama kami adalah Goniofotometer, Mengintegrasikan Sphere, Spectroradiometer, Generator Surge, Senjata Simulator ESD, Penerima EMI, Peralatan Uji EMC, Penguji Keamanan Listrik, Kamar Lingkungan, suhu Kamar, Kamar Iklim, Kamar Termal, Tes Semprotan Garam, Ruang Uji Debu, Uji tahan air, Uji RoHS (EDXRF), Uji Kawat Cahaya dan Uji Jarum Api.

Silakan hubungi kami jika Anda membutuhkan dukungan.
Dep Teknologi: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Dep Penjualan: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tags:EMI-9KA , EMI-9KB