Намалување на ЕМИ во прекинувачки напојувања (SMPS); Електроника-Денес
ЕМИ (електромагнетно мешање) е дефект на електронски уред кога е во близина на електромагнетно поле (ЕМФ) или спектар на радиофреквенции (РФ) генериран од друг електронски уред.
Преклопните напојувања (SMPS) по својата природа се просечни просеци кои создаваат електричен шум (на фреквенцијата на вклучување и придружните хармоници), но според внимателен дизајн, перформансите се исполнети.
Основните стандарди се IEC 61000 (електромагнетна компатибилност - ЕМС) и IEC 60601 (барања за имунитет). Добро познавање на компонентите, правилно дизајнирање на таблата за печатено коло (PCB) и намалување на импедансите на заеднички режим ќе ги минимизира емисиите на ЕМИ во напојувањето, без потреба од други надворешни мерки (филтри Pi, удари на вообичаен режим, супресори, метална заштита). Во зависност од примената: индустриска, медицинска, акустика со низок шум, тешки средини (температура, висока влажност), висока густина на моќност, многу голема сигурност… изворите имаат различни цени, кои го одразуваат напорот на
дизајн и квалитет на компонентите.
Зошто изворите на енергија произведуваат електричен шум?
Секој извор на преклопување се заснова на промени во напон или струја во кратки интервали
време во секој циклус на префрлување (на пр. FET се префрла од 0 на 200V во 40 ns). Било која рута, точка на спој и компонента е можен извор на нарушување. Во случај на електронски компоненти, производителите генерално не ги специфицираат перформансите на ЕМИ и како тие можат да станат извори на бучава. Сликите 1 и 2 покажуваат како може да се генерираат звуци со големи варијации во струјните јамки (ди/дт), соодветно со врвовите на напон (дВ/дт).
Улога на жици (ПХБ), правила за дизајн
1. Минимизирајте ги областите на тековната јамка. Тековните јамки се јавуваат кога струите се враќаат на земјата на неколку начини.
Тековните јамки се генератори и ЕМИ антени. Наизменични струи (50KHz траса 1MHz) течат низ жиците, па ќе се појават феномени на индукција и електромагнетно зрачење.
Забелешка. Законот на Фарадеј покажува дека напонот индуциран во колото е еднаков на брзината на варијација на магнетниот тек низ површината на тоа коло: e = - Δ φ/Δt.
2. Осигурете се да не останат пловечки делови и сите јамки да бидат поврзани со земјата.
3. Сигналите се затвораат на земја со кратки и засебни врски, распоредени како starвезда, на секој терминал на GND на интегралното коло, а електричните водови исто така ќе имаат starвездена врска со нивната земја. Конечно, ќе има само една врска помеѓу сигналната маса (референца за мали сигнали, со контролни информации) и моќноста (референца за високи повратни струи, контролирана моќност), во една точка.
4. На жичаната жица, рамнината на заземјувањето на енергетскиот дел мора да се оддели од заземјната рамнина на сигналите, земајќи го предвид галванското одвојување на жиците помеѓу примарното и секундарното.
5. Печатените плочки и каблите со изопачени парови треба да бидат колку што е можно пократки и распоредени за да се минимизираат петелките што може да бидат антени предизвикани од извор, струи како резултат на ЕМИ од други уреди.
6. Заземјувањето е наменето од безбедносни причини, а не за намалување на ЕМИ.
за да не се додаваат паразитски индуктивности. Трансформаторот е првиот елемент што го одредува ЕМИ во напојувањето, претставувајќи ја најбучната компонента.
Дизајнот на трансформатор е вистинска уметност, како при изборот на видот на магнетното јадро, насоката на ликвидацијата, заштитата на ликвидацијата (заштитата го намалува ЕМИ, но го зголемува паразитскиот капацитет и имплицитно струјата на истекување) и позицијата на жиците. Во случај на галванска изолација на сигналите, наместо трансформатори (кои генерираат ЕМИ и се подложни на корупција на сигналите од магнетните полиња), соодветно наместо оптоварувачи (кои имаат мала емисија на ЕМИ и висок имунитет, но имаат мала сигурност, низок заеднички имунитет и деградација на факторот за пренос на сигнал со текот на времето), се препорачува силиконски изолатори што можат да се спроведат или како трансформатори или кондензатори.
Прекумерниот излезен капацитет, во комбинација со низок отпор на серии (ESR) и поголема индуктивност може да предизвикаат осцилирање на некои извори. Затоа, некои извори може да прифатат поголеми излезни кондензатори сè додека ESR е повисок.