elektromágneses interferencia
Javítása energiatakarékosság technológia megköveteli egy átfogó képet, hogyan lehetne javítani a rendszer hatékonyságát. Ez a cikk ismerteti, hogyan csökkenthető az energiafogyasztás a rendszer szintjén -, hogy optimalizálja a kölcsönhatás a rendszerelemek és üzemmódokat a chip. Fedett követelmények kulcsfontosságú eleme a gazdasági rendszer - mikrokontrollerek és a DSP. Tekinthető néhány technológiai módszerek termelés chipek, amelyek csökkenthetik az energiafogyasztást.
A cikk ismerteti az elvégzett elektromágneses interferencia és interferenciát működéséből adódó elektronikus berendezések. A mechanizmusok előfordulásuk. Bizonyos esetekben a kiszámított arány méretének meghatározására védelmi áramkörök elleni beavatkozás. Gyakorlati ajánlások elektromágneses zavarás csökkentésére.
Kapcsolóüzemű tápegység - természetes generátor elektromágneses interferencia (EMI) a alapfrekvencia egyenlő a kapcsolási frekvenciát a hálózati kapcsolót és a magasabb harmonikusok. Nagysága az EMF normalizált minőségi előírásoknak, ezért korlátozni kell. A interferencia mértékét úgy határozzuk meg, (1) és (2):
ahol M és C, illetve az induktivitás és kapacitás a forrás és a vevő EMP.
A gyakorlatban az értékek M és C sohasem ismertek, így létre EMF érték csak mérésekkel. Megkülönböztetni Vezetett EMI és RFI. Az első mérése általában a vezetékek a hálózati frekvencia tartományban 150 kHz (az USA-ban és Kanadában a 450 kHz-es, néhány típusú telekommunikációs eszközök - 10 kHz) 30 MHz, és a második - a frekvencia tartományban 30 MHz és több száz megahertz, és néha meghaladja az 1 GHz-es.
Ábra. 1. mérése végzett EMI
Vezetett zavarok alkalmazásával határozzuk meg 50 ohmos sönt (lásd. Ábra. 1). Ahhoz, hogy külön a nagyfrekvenciás zaj a bemeneti feszültség a primer áramkört alkalmazunk LC-szűrőt. A beépülés hívják összhangban stabilizált impedancia (Vonalimpedancia stabilizációs Network, LISN). Egy ilyen szűrő alkalmazása szinte minden tápegységek. EMF csak a nemzeti és nemzetközi szabványoknak. Az előírások megfelelnek tartozik leírás a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság - a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC) (GOST 51317 kompatibilitás műszaki berendezések).
Vezetett EMI osztva differenciális és közös módusú [1]. Differenciális mechanizmus előfordulásának interferencia 2. ábrán látható Természetesen a bemeneti és kimeneti szűrőket kell korlátozni a nagysága az EMF, de figyelembe véve nemideális reaktorok és szűrők kondenzátorok teljes interferencia törlés nem fordul elő. A 3. ábra a előfordulása közös módusú végzett kibocsátás. Eltérés EMF között mért teljesítmény busz és a visszatérő busz áram, amit gyakran a közös busz (vezetékes). Közös mód EMI között mért teljesítmény busz és a készülék háza és a közös busz és a készülék házát.
Ábra. 2. A mechanizmus a differenciál vezetőképes EMF
Ábra. 3. A mechanizmus a differenciál vezetőképes EMF
Csökkentése végzett beavatkozás az első helyen egy szűrővel. Napjainkban számos vállalat termel szerkezetkész EMI-szűrők, amelyek nagyon alkalmasak a váltakozó áramú magasnak. Ezek a szűrők nagy lazítás beavatkozást, de nem mindig elegendő a megkívánt csökkentéséhez végzett EMI. Ezen túlmenően, a szűrőket, hogy mérsékelje az elvégzett EMI szükség a DC-busz a szekunder körben, beleértve az elosztott hálózati rendszerek. Ebben az esetben általában meg kell tervezni a saját szűrőket. A 4. ábra mutatja a különböző konfigurációk LC-szűrők, mint az 5. ábrán - a amplitúdó-frekvencia jelleggörbe (AFC) [1].
Ábra. 4. A konfigurációk a szűrők a elnyomása lefolytatott EMI: A - egy ideális szűrő;
b - a valódi szűrő; in - szűrő párhuzamos kapcsolása kondenzátorok csökkentése ESR; d - a szűrő induktor egy egyrétegű tekercselés és csökkentett parazita kapacitás;
d - a szűrő induktor hozzáadásával a második szakaszban
A 4A ábrán ideális szűrő, és a 4b ábra - az ugyanazon a szűrőn a hamis komponens paraméterek. Összehasonlítása alapján az frekvenciaátvitel (lásd. Ábra. 5.), amely jelentősen csökkenti a parazitás paramétereit a csillapítás szűrőt. Hatásának semlegesítésére a ekvivalens soros induktivitás kondenzátorok esetleg igénybe azok párhuzamos kapcsolás (lásd 4.c ábra ..); maximális jel csillapítása ebben az esetben jelentősen megnő.
Ábra. 5. Az amplitúdó-frekvencia jellemzői a szűrők
Ábra. 6. A csillapító áramkör befolyását csökkenteni a rezonancia
A következő lépés - csökkenti a parazita kapacitás fojtószelep (.. ábra 4d), kiválasztásával lehetséges fojtótekercs seb egy rétegben. Ebben az esetben, értékének megőrzése az induktor lehet, hogy egy nagy méretű reaktorban. A legnagyobb hatás ábrán látható diagram a 4e, amely együtt alkalmazott intézkedések további szűkítő, ami növeli a szűrő sorrendben a fent javasolt. Ebben az esetben lehetőség van arra, hogy elérjék a maximális csillapítását végzett EMI.
A szűrők alkalmazása szükséges, de ad okot, hogy bizonyos problémák miatt a rezonancia frekvencián. Rezonancia, a kondenzátor feszültsége jelentősen növekedni fog, és károsíthatja az inverter. Annak érdekében, hogy gyengítse a befolyása a rezonancia, akkor be kell vezetni egy csillapítás
RD -CD-lánc (lásd. Ábra. 6.). A pontos kiszámítása a csillapító lánc rendkívül nehéz - kell oldani egy magasabb rendű lineáris differenciálegyenlet, ezért lehetetlen, hogy oldatot kapjunk általános formájában, különösen nonsinusoidal feszültség egy változtatható kitöltési tényezőjű. Ezért, a számítást a csillapító alkatrészek úgy végezzük közelítő módszerekkel empirikus szabályok. További részletek erről a kérdésről megtalálható. [2]
A forrás a közös módú végzett beavatkozás szolgálhat a termék design. A 7. ábra egy tipikus példája az interferencia. A tranzisztor általában szerelve a radiátor egy szigetelő Kapton (poliamid szalag-alapú film) tömítést. Hogy javítsa a termikus érintkező felületeket megpróbálják csökkenteni a vastagságot, ez létrehoz egy parazita kapacitás CHS között a tranzisztor és a házat.
Ábra. 7. Telepítés a tranzisztor a hidegebb
A 8. ábra egy parazita áramút át bekövetkező ezen kapacitásváltozás kondenzátorok és Y1, Y2, amelynek értéke határozza meg a követelményeknek az UL 2. Értékük
ahol - a megengedhető szivárgási áram; F - a frekvencia a hálózati (általában 50 vagy 60 Hz); V - hálózati feszültség.
CHS kapacitást. Y1, Y2 egy feszültségosztót alkotnak. A megfelelően kiválasztott vastagságú hőszigetelő fólia CHS érték, hogy a feszültség kapcsoló Photo gyengíti több mint 1000-szer. Tipikus érték belül fekszik CHS
10 ... 100 pF. A szűrő a másodrendű zavarcsökkentő közötti távvezeték és a föld, hogy 40 dB-nél a sarokban gyakorisága tízszer alacsonyabb, mint a működési frekvencia a műszak gombok. További csillapítása induktivitás teszi a vezetékek és a szórt induktivitás a transzformátor, de ez nem lenne elegendő.
Ebben az esetben meg kell, hogy vegye igénybe egy másik módszert végzett EMI csillapítás - mint láthattuk, a (1) és (2) gyengülése EMF esetleges növelésével időtartama az impulzus. Például, ha CHS = 12 pF, az amplitúdó a kollektor feszültsége 300 V (az egyenirányított feszültség 220 V, 50 Hz) és időtartama 100 ns impulzus szélén csúcsértéke átfolyó áram parazita kondenzátor lesz körülbelül 36 mA. Növelésével az impulzus él 2-szer annyi idő csökken, és a jelenlegi, és ezért a zaj. Ugyanakkor nem szabad elfelejteni, hogy ez növeli a kapcsolási veszteségek. Amint az 1. táblázatban látható [3], növelik az impulzus felfutási idő fogja eredményezni szűkületben spektrális interferenciát.
1. táblázat A függőség az energia spektruma felharmonikus impulzus időtartama elülső
impulzus felfutási ideje az impulzus időtartam,%
Ábra. 8. Az áram a parazita kapacitás CHS
Ez az oka többek között a rendkívül gondosan tervezése során a transzformátor. A parazita kapacitás - funkció mezhobmotochnoy szigetelő tulajdonságai a film, dielektromos tulajdonságai, a helyét és a rétegek száma a tekercsek között. CWW mezhobmotochnoy csökkenti a kapacitás segítségével egy árnyékoló tekercs között elrendezett primer és szekunder tekercsek. Árnyékolás kívánatos elvégezni tekercselés formájában egy folyamatos réteg réz fólia és csatlakozik a visszatérő vezetéket a primer áram.
Számoljuk ki a nagysága a lefolytatott EMI lehetetlen. Például, a helyreállítási a reteszelési tulajdonságokat a kimeneti egyenirányító diódát néhány ns van egy erős EMI kibocsátási, hogy keresztül szórt kapacitásától a transzformátor a vezetékek behatolnak a hálózati. Ezért a fejlesztési vezető EMI védelem mindig szem előtt tartani bizonyos biztonsági szűrők gyengül.
Ábra. 9. A láncok generáló elektromos mezők
Ábra. 10. Circuit generáló mágneses mezők
Nyilvánvaló, hogy szükség van, hogy végezzen a telepítés úgy, hogy a hurok nagy áram vezetékek a lehető legkisebb területet. Screening mágneses mezők nehezebb, hanem elektromosan. A ferromágneses anyagokat lehet használni, de ebben az esetben az építési bonyolultabbá válik, mint egy képernyőn, mert a képernyő egy két réteg - egy képernyő a vezetőképes anyagot adunk a ferromágneses réteggel. Növekszik, és a költség a képernyőn, így árnyékolás elektromos és mágneses mezők a pajzs gyakran vezető, nem-mágneses anyagból.
Ebben az esetben meg kell jegyezni, hogy a mágneses térben egy vezetőképes képernyő elég erős légörvény, hogy csökkentse azokat a képernyőn meg kell, hogy lyukakat vagy hasított fokkal. A következő lépés, amely lehetővé teszi, hogy csökkentsék a sugárzási mágneses mező - építése a transzformátor csökkentett szórás mezők - bizonyos részletességgel leírt [1].