Méthode d'essai du filtre EMI de commutation de l'alimentation électrique
Méthode de conception du filtre EMI de l'alimentation électrique:
1- Méthode générale de détermination de la fcn:
La fréquence de coupure d'étouffement doit être déterminée selon les exigences de conception de la compatibilité électromagnétique.il est nécessaire de réduire le niveau de perturbation à la plage spécifiéePour le récepteur, sa qualité de réception se reflète dans les prescriptions de tolérance au bruit.
Source de perturbation: fcn=kT×(faible fréquence de perturbation dans le système); Récepteur: fcn=kRX(faible fréquence de perturbation dans l'environnement électromagnétique).
Dans la formule, kT et kR sont déterminés en fonction des exigences de compatibilité électromagnétique, et prennent généralement 1/3 ou 1/5.la fréquence de coupure de l'étouffement du bruit de l'alimentation ou du filtre de sortie de l'alimentation est fen=20 à 30 kHz (lorsque la fréquence f de l'alimentation de commutation est de 100 kHz); la fréquence limite de l'étouffement du bruit du signal est fcn=10~30MHz (pour les équipements informatiques ayant un débit de transmission de 100Mbps).
En outre, pour les dispositifs avec des formes d'onde de courant d'entrée spéciales, 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)), la fréquence de coupe du bruit fcn peut être inférieure pour filtrer les 2 à 40e interférences de conduction harmonique du courant.la Federal Communications Commission (FCC) des États-Unis stipule que la fréquence de départ des interférences électromagnétiques est de 300 kHz; le Comité spécial international sur les interférences radio (CISPR) stipule qu'il est de 150 kHz; et la norme militaire américaine stipule qu'il est de 10 kHz.
2Circuit de filtrage du bruit
Lorsque l'étouffement est inséré dans le circuit, l'effet de suppression du bruit qu'il produit dépend non seulement de la taille de l'impédance d'étouffement ZF,mais aussi sur l'impédance avant et après le circuit où se trouve l'étouffement (iL'analyse du réseau indique que, dans la plage de fréquences de fonctionnement, l'impédance d'entrée et l'impédance de sortie de la ligne de transport sont assorties,qui peut maximiser la transmission de la puissance du signalPour le bruit, nous pensons naturellement à insérer un filtre de bruit pour que ses impédances d'entrée et de sortie ne correspondent pas dans la gamme de fréquences de bruit afin de minimiser la suppression du bruit.
Par conséquent, le choix de la structure et des composants du filtre au bruit dépend de l'impédance de la source et de l'impédance de charge du circuit où le filtre au bruit est situé.le filtre anti-EMI est en fait un filtre de déséquilibre du bruitDans ce cas, nous proposons spécifiquement le concept de déséquilibre du bruit pour faciliter l'analyse de l'interaction entre le bruit et les filtres de bruit (voir la section des principes d'application ci-dessous).
Figure 1 Circuit de base du filtre au bruit
Les circuits de filtrage du bruit utilisent généralement des structures de circuits en forme de X, en forme de T, en forme de L et leurs combinaisons pour fabriquer des filtres à passage faible.,pour le bruit à haute fréquence, la structure en forme de n peut fournir une faible impédance d'entrée et de sortie, ce qui convient aux occasions où l'impédance de la source et l'impédance de charge du circuit sont élevées;la structure en forme de T peut fournir une impédance d'entrée et de sortie élevée, qui convient aux occasions où l'impédance de la source et l'impédance de charge du circuit sont faibles;la structure en forme de L peut fournir une impédance d'entrée élevée et une impédance de sortie faible (ou vice versa), qui convient aux occasions où l'impédance de la source et l'impédance de charge du circuit sont faibles (ou vice versa).La détermination des valeurs L et C des composants du filtre doit satisfaire aux exigences du circuit en matière de perte d'insertion à la fréquence du bruit, et peut être calculée approximativement comme suit:
L=Z/(2I×fc), C=1/(2n×fe×Z)
Z est l'impédance d'étouffement du bruit, l'impédance d'entrée ou d'entrée du filtre ou l'impédance de sortie.Parce que pour des fréquences aussi élevées que 100kHz et ses harmoniquesPour faciliter les calculs de conception, les paramètres distribués du circuit ne peuvent plus être ignorés et l'effet de suppression du bruit du filtre à bruit est souvent déterminé par expérience.les caractéristiques de fréquence d'impédance d'un condensateur réel et la méthode de calcul de l'inductivité du plomb sont données ci-dessous:Compte tenu de l'influence de la perte de condensateur et de l'inductivité du plomb, les caractéristiques du circuit équivalent du condensateur réel et de la fréquence d'impédance sont indiquées à la figure 2.
L'inductivité du plomb est calculée selon la formule suivante:
L=0,002/[ln(4l/d) -1]
où d est le diamètre du fil (cm), 1 est la longueur du fil (cm) et L est l'inductance (uH).
Par exemple, un fil de 0,31 mm avec une longueur de 1 = 1 cm, L = 0,0077uH, lorsque la fréquence est de 1 MHz, Z = 0.0499; lorsque la fréquence est de 100 MHz, Z=4.99Lorsque 1 = 2 cm, L = 0,0182 uH, lorsque la fréquence est de 100 MHz, Z = 11,44 ohms.
3Principe d'application du filtre au bruit
La méthode ou la procédure de sélection et d'utilisation des filtres acoustiques en fonction des exigences de compatibilité électromagnétique n'est pas unique.Ceci devrait être résolu dans le cadre du processus de conception de la compatibilité électromagnétique dans la conception électriqueCependant, avant de concevoir et d'utiliser des filtres de bruit, il est utile de comprendre le mode de propagation des perturbations électromagnétiques, la plage de fréquence du bruit, les caractéristiques de l'interface et les caractéristiques de l'interface.et environnement électromagnétique du circuit inséré.
Il existe deux façons de propager les perturbations électromagnétiques:
L'une est une interférence conductrice et l'autre est une interférence radiée. 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)En général, on peut considérer que: le segment de bruit à basse fréquence se manifeste sous forme d'interférences conduites (harcèlement),et le filtre de bruit repose principalement sur la réactivité inductive de l'étouffement pour assurer la suppression du bruit; à l'extrémité supérieure de la fréquence sonore, la puissance sonore conduite est absorbée par la résistance équivalente de l'étouffement et contournée par la capacité distribuée.La perturbation radiée devient la principale forme d'interférence..
Les perturbations radiées induisent un courant sonore sur les composants et les conduits voisins, et dans les cas graves, elles peuvent provoquer une auto-excitation du circuit,qui devient plus visible dans le cas d'assemblage de composants de circuits de petite et haute densitéLa plupart des dispositifs anti-EMI sont insérés dans le circuit sous forme de filtres à faible débit pour supprimer ou absorber les interférences sonores.la fréquence de coupure du filtre fcn peut être conçue ou sélectionnéeComme mentionné ci-dessus, le filtre de bruit est inséré dans le circuit en tant que dématchage du bruit.Utilisation du concept de déséquilibre du bruit, la fonction du filtre peut être comprise comme suit: à travers le filtre de bruit, le bruit peut réduire le niveau de bruit de sortie en raison de la division de tension (atténuation);ou absorber la puissance sonore due à des réflexions multiples; ou détruire les conditions d'oscillation parasites dues aux changements de phase du canal, améliorant ainsi la tolérance au bruit du circuit.
En outre, les questions suivantes doivent être prises en compte lors de la conception et de l'utilisation des dispositifs anti-EMI:
(1) Comprendre l'environnement électromagnétique et sélectionner la gamme de fréquences de manière raisonnable;
2) S'il y a une tension de courant continu ou forte dans le circuit où se trouve le filtre au bruit pour éviter que le noyau de l'appareil ne soit saturé;
(3) Comprendre la taille et les propriétés de l'impédance avant et après le circuit d'insertion afin d'obtenir une incompatibilité du bruit.et il convient à une utilisation sous impédance de source faible et impédance de charge;
4) Faites attention à l'interférence inductive x générée par la capacité distribuée et les composants et fils adjacents;
(5) Contrôler la hausse de température du dispositif, généralement n'excédant pas 60°C.
