Testmethode voor het schakelen van de stroomvoorziening met EMI-filter

Ontwerpmethode van het EMI-filter voor de voedingsbron:

1. Algemene methode voor de bepaling van fcn:

De frequentie van de versperring moet worden bepaald volgens de ontwerpvereisten voor elektromagnetische compatibiliteit.het verstoringsniveau moet worden verlaagd tot het gespecificeerde bereikVoor de ontvanger wordt de ontvangskwaliteit weerspiegeld in de eisen voor geluidstolerantie.

Storingbron: fcn=kT×(lage verstoringsfrequentie in het systeem); Receiver: fcn=kRX(lage verstoringsfrequentie in de elektromagnetische omgeving).

In de formule worden kT en kR bepaald op basis van de vereisten voor elektromagnetische compatibiliteit en nemen ze over het algemeen 1/3 of 1/5.de afsluitfrequentie van de geluidsversperring van de voedingsbron of het voedingsuitgangsfilter is fen=20~30 kHz (wanneer de frequentie f van de schakelvoedingsbron 100 kHz is)De frequentie van het signaal is fcn = 10 ~ 30 MHz (voor informatietechnologieapparatuur met een transmissie-snelheid van 100 Mbps).

Voor apparaten met speciale ingangsstromingsgolfvormen 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)), kan de geluidsversperring frequentie fcn lager zijn om de 2 tot 40e harmonische geleidingsinterferentie van stroom te filteren.de Federal Communications Commission (FCC) van de Verenigde Staten bepaalt dat de startfrequentie van elektromagnetische interferentie 300 kHz isHet International Special Committee on Radio Interference (CISPR) bepaalt dat het 150 kHz is; en de Amerikaanse militaire norm bepaalt dat het 10 kHz is.

2. geluidsfiltercircuit

Wanneer de verstikker in het circuit wordt geplaatst, hangt het geluidsonderdrukkende effect ervan niet alleen af van de grootte van de verstikkingsimpedantie ZF,De verwarming van de spanning van de spanning van de spanning van de spanning van de spanning van de spanningNetwerkanalyse wijst uit dat binnen het werkfrequentiebereik de ingangs- en uitgangsimpedantie van de transmissielijn overeenkomt,die het signaalvermogen kan maximaliserenVoor lawaai denken wij natuurlijk aan het plaatsen van een geluidsfilter om de ingangs- en uitgangsimpedantie binnen het geluidsfrequentiebereik niet te matchen om de geluidsonderdrukking te minimaliseren.

Daarom is de keuze van de geluidsfilterstructuur en -componenten afhankelijk van de bronimpedantie en de belastingimpedantie van het circuit waar het geluidsfilter is geplaatst.het anti-EMI filter is eigenlijk een geluidsmismatch filterHierbij stellen wij specifiek het begrip geluidsmismatch voor om de analyse van de wisselwerking tussen geluid en geluidsfilters te vergemakkelijken (zie het onderstaande gedeelte over het toepassingsbeginsel).

Figuur 1 Basiscircuit van geluidsfilter

Geluidsfiltercircuits maken meestal gebruik van x-vormige, T-vormige, L-vormige schakelingsstructuren en hun combinaties om laagdoorlaatfilters te maken.,voor hoogfrequente lawaai kan de n-vormige structuur een lage invoer- en uitvoerimpedantie bieden, wat geschikt is voor situaties waarin de bronimpedantie en de belastingimpedantie van het circuit hoog zijn;de T-vormige structuur kan een hoge invoer- en uitvoerimpedantie bieden, die geschikt is voor situaties waarin de bronimpedantie en de belastingimpedantie van het circuit laag zijn;de L-vormige structuur kan een hoge ingangsimpedantie en een lage uitgangsimpedantie bieden (of vice versa), die geschikt is voor gevallen waarin de bronimpedantie en de belastingimpedantie van het circuit laag zijn (of vice versa).De bepaling van de L- en C-waarden van de filteronderdelen moet voldoen aan de eisen van het circuit voor het inbrengverlies bij de geluidsfrequentie, en kan ongeveer als volgt worden berekend:

L=Z/(2I×fc), C=1/(2n×fe×Z)

Z is de geluidsversperring, filter- of uitgangsimpedantie.Want voor frequenties tot 100 kHz en de harmonische, kunnen de gedistribueerde parameters van het circuit niet langer worden genegeerd en wordt het geluidsonderdrukkingseffect van het geluidsfilter dikwijls door experimenten bepaald.de impedantiefrequentie-kenmerken van een werkelijke condensator en de berekeningsmethode van de loodinductiviteit worden hieronder weergegevenGezien de invloed van condensatorverlies en loodinductiviteit worden de werkelijke condensatorequivalentcircuit- en impedantiefrequentie-kenmerken in figuur 2 weergegeven.

De loodinductiviteit wordt berekend volgens de volgende formule:

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

Waar d de draaddiameter (cm), 1 de draadlengte (cm) en L de inductance (uH) is.

Bijvoorbeeld een 0,31 mm draad met een lengte van 1=1cm, L=0,0077uH, wanneer de frequentie 1MHz is, Z=0.0499; wanneer de frequentie 100 MHz is, Z=4.99. Wanneer 1=2cm, L=0.0182uH, wanneer de frequentie 100MHz is, Z=11.44 ohm.

3. Gebruik van geluidsfilters

De methode of de procedure voor de selectie en het gebruik van geluidsfilters volgens de eisen inzake elektromagnetische compatibiliteit is niet uniek.Dit moet worden opgelost als onderdeel van het ontwerpproces voor elektromagnetische compatibiliteit in elektrisch ontwerp, productie en debugging. Voordat geluidsfilters worden ontworpen en gebruikt, is het echter nuttig om de elektromagnetische verstoringsverspreidingsmodus, het geluidsfrequentiebereik,en elektromagnetische omgeving van het ingebrachte circuit.

Er zijn ongeveer twee manieren van verspreiding van elektromagnetische storingen:

Eén is geleid interferentie en de andere is stralingsinterferentie. 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)Over het algemeen kan worden aangenomen dat: het laagfrequente geluidssegment zich manifesteert als geleide interferentie (pesten);en het geluidsfilter is voornamelijk afhankelijk van de inductieve reactantie van de wurg om geluidsonderdrukking te biedenIn het hoogste deel van de geluidsfrequentie wordt het geleide geluidsvermogen geabsorbeerd door de gelijkwaardige weerstand van de stik en omzeild door de verdeelde capaciteit.de straling wordt de belangrijkste vorm van interferentie.

Uitgestraalde storingen veroorzaken ruisstromen op nabijgelegen componenten en leidingen, en in ernstige gevallen kan het circuit zelf-excitatie veroorzaken,die prominenter wordt in het geval van kleine en hoge dichtheid circuitcomponent assemblageDe meeste anti-EMI-apparaten worden in het circuit geplaatst als laagpassende filters om geluidsinterferentie te onderdrukken of te absorberen.de filtercutofffrequentie fcn kan worden ontworpen of geselecteerdZoals hierboven vermeld, wordt het geluidsfilter in het circuit geplaatst als een geluidsmismatch.Gebruik van het begrip geluidsmismatch, kan de functie van het filter als volgt worden begrepen: door het geluidsfilter kan het geluid door spanningsverdeling het geluidsgehalte verminderen (afzwakking);of absorberen van het geluidsvermogen als gevolg van meerdere reflectiesHet kan ook de parasitaire schommelomstandigheden door faseveranderingen van het kanaal vernietigen, waardoor de geluidsduld van het circuit wordt verbeterd.

Bovendien moeten bij het ontwerpen en gebruik van anti-EMI-inrichtingen de volgende aspecten in aanmerking worden genomen:

(1) De elektromagnetische omgeving begrijpen en het frequentiebereik redelijk selecteren;

2) of er gelijkstroom of sterke wisselstroom is in het circuit waar het geluidsfilter is geplaatst om te voorkomen dat de kern van het apparaat verzadigd raakt;

(3) Begrijp de impedantiegrootte en -eigenschappen voor en na de invoegcircuit om geluidsmismatch te bereiken.en is geschikt voor gebruik onder lage bronimpedantie en belastingimpedantie;

(4) Let op de inductieve x-interferentie die wordt gegenereerd door de gedistribueerde capaciteit en aangrenzende componenten en draden;

(5) Beheers de temperatuurverhoging van het apparaat, die in het algemeen niet meer dan 60°C mag bedragen.