+8618117273997weixin
Tiếng Anh
中文简体 中文简体 en English ru Русский es Español pt Português tr Türkçe ar العربية de Deutsch pl Polski it Italiano fr Français ko 한국어 th ไทย vi Tiếng Việt ja 日本語
22 Tháng Tám, 2022 1106 Xem Tác giả: root

Các sự cố thường gặp trong kiểm tra EMI của nguồn cung cấp điện chuyển mạch

Hiện nay, vấn đề tương thích điện từ của các sản phẩm điện tử ngày càng được quan tâm nhiều hơn. Đặc biệt các nước phát triển trên thế giới đã hình thành hệ thống tương thích điện từ hoàn chỉnh. Đồng thời, nước ta cũng đang thiết lập một khả năng tương thích điện từ hệ thống. Do đó, việc nhận ra Kiểm tra EMI của sản phẩm là tấm hộ chiếu để thâm nhập thị trường quốc tế. LISUN Hệ thống kiểm tra EMI EMI-9KB đáp ứng đầy đủ CISPR15:2018CISPR16-1GB17743, FCC, EN55015 và EN55022.

video

Đối với nguồn điện chuyển mạch, do ống chuyển mạch và ống chỉnh lưu làm việc trong điều kiện dòng điện cao và điện áp cao nên sẽ tạo ra nhiễu điện từ mạnh ra thế giới bên ngoài, do đó phát xạ dẫn và phát bức xạ điện từ của nguồn điện đóng cắt là nhiều hơn khó hơn các sản phẩm khác. Để đạt được khả năng tương thích điện từ, nhưng nếu chúng ta hiểu rõ về nguyên lý của nhiễu điện từ do chuyển mạch nguồn điện thì không khó để tìm ra các biện pháp đối phó phù hợp để giảm mức phát xạ dẫn và mức phát bức xạ xuống mức thích hợp để đạt được tính tương thích điện từ. thiết kế.

Các sự cố thường gặp trong kiểm tra EMI của nguồn cung cấp điện chuyển mạch

Ứng dụng kiểm tra EMI

Cơ chế tạo ra và cách lan truyền của nhiễu điện từ trong chuyển mạch nguồn điện
Hoạt động chuyển đổi cao của các thiết bị chuyển đổi nguồn là nguyên nhân chính của nhiễu điện từ (EMI) trong việc chuyển đổi nguồn điện. Việc tăng tần số chuyển mạch một mặt làm giảm kích thước và trọng lượng của nguồn điện, và dẫn đến nghiêm trọng hơn EMI các vấn đề mặt khác. Nhiễu điện từ trong việc chuyển đổi nguồn điện được chia thành hai loại: tiến hành can thiệp nhiễu bức xạ. Thông thường tiến hành can thiệp được phân tích tốt hơn, và lý thuyết mạch và kiến ​​thức toán học có thể được kết hợp để nghiên cứu các đặc tính của các thành phần khác nhau trong giao thoa điện từ; nhưng đối với giao thoa bức xạ, do ảnh hưởng toàn diện của các nguồn giao thoa khác nhau trong mạch, nó còn liên quan đến lý thuyết trường điện từ, khó phân tích hơn. Cơ chế của hai sự giao thoa này sẽ được giới thiệu ngắn gọn dưới đây. Nhiễu dẫn có thể được chia thành nhiễu ở chế độ chung (Common Mode-CM) và nhiễu ở chế độ khác biệt (Differential Mode-DM). Do sự tồn tại của các tham số ký sinh và việc bật và tắt tần số cao của các thiết bị chuyển mạch trong nguồn điện chuyển mạch, nguồn điện chuyển mạch tạo ra nhiễu phương thức chung lớn và nhiễu phương thức vi sai ở đầu vào của nó (tức là Phía lưới điện xoay chiều).

Nhiễu chế độ chung (CM)
Khi bộ biến đổi làm việc ở tần số cao, do dv / dt cao, điện dung ký sinh giữa các cuộn dây biến áp và giữa ống công tắc với bộ tản nhiệt bị kích thích, dẫn đến nhiễu chế độ chung.
Theo nguyên lý của nhiễu phương thức chung, các phương pháp triệt tiêu sau đây thường được sử dụng trong các ứng dụng thực tế:
1. Tối ưu hóa cách bố trí các thành phần mạch để giảm thiểu điện dung ký sinh và ghép nối.
2. Trì hoãn thời gian bật và tắt công tắc. Nhưng điều này không phù hợp với xu hướng cung cấp điện chuyển mạch tần số cao.
3. Áp dụng một mạch snubber để làm chậm tốc độ thay đổi của dv / dt.

Nhiễu chế độ vi sai (DM)
Dòng điện trong bộ chuyển đổi chuyển mạch được chuyển sang tần số cao, dẫn đến di / dt cao trên các tụ lọc đầu vào và đầu ra, nghĩa là, điện áp nhiễu được tạo ra trên điện cảm hoặc trở kháng tương đương của tụ lọc. Tại thời điểm này, nhiễu chế độ vi sai sẽ xảy ra. Do đó, việc lựa chọn tụ lọc chất lượng cao (điện cảm tương đương hoặc trở kháng rất thấp) có thể giảm nhiễu chế độ vi sai.

Sự tạo ra và lan truyền của giao thoa bức xạ
Nhiễu bức xạ có thể được chia thành giao thoa trường gần (khoảng cách giữa điểm đo và nguồn trường <λ / 6 (λ là bước sóng của sóng điện từ giao thoa)) và giao thoa trường xa (khoảng cách giữa điểm đo và nguồn trường> λ / 6 ). Theo lý thuyết trường điện từ của Maxwell, một dòng điện thay đổi trong một vật dẫn tạo ra một từ trường thay đổi trong không gian xung quanh nó, do đó tạo ra một điện trường thay đổi, cả hai đều tuân theo các phương trình của Maxwell. Cường độ và tần số của dòng điện thay đổi này xác định độ lớn và phạm vi của trường điện từ được tạo ra. Trong nghiên cứu bức xạ, anten là nguồn bức xạ điện từ. Trong mạch cung cấp điện chuyển mạch, các thành phần và kết nối trong mạch chính có thể được coi là ăng ten, có thể được phân tích bằng cách áp dụng lý thuyết lưỡng cực điện và lưỡng cực từ. Trong phân tích, điốt, ống chuyển mạch, tụ điện, vv có thể được coi là lưỡng cực điện; cuộn dây cảm ứng có thể được coi là lưỡng cực từ, và sau đó phân tích toàn diện có thể được thực hiện với lý thuyết trường điện từ liên quan.

Khi nguồn điện chuyển mạch hoạt động, các dạng sóng điện áp và dòng điện bên trong của nó sẽ tăng và giảm trong thời gian rất ngắn. Do đó, bản thân nguồn điện chuyển mạch là một nguồn gây nhiễu. Nhiễu tạo ra bởi nguồn cung cấp điện chuyển mạch có thể được chia thành hai loại: nhiễu đỉnh và nhiễu sóng hài tùy theo loại nguồn nhiễu; nếu phân chia theo đường ghép thì có thể chia thành hai loại: giao thoa dẫn truyền và giao thoa bức xạ. Cách cơ bản để ngăn chặn nhiễu do nguồn điện tạo ra gây hại cho hệ thống điện tử và lưới điện là làm suy yếu nguồn nhiễu, hoặc cắt đứt đường dẫn ghép nối giữa nhiễu nguồn điện với hệ thống điện tử và lưới điện. .

Các sự cố thường gặp trong kiểm tra EMI của nguồn cung cấp điện chuyển mạch

Chuyển đổi nguồn điện

Giải thích riêng theo nguồn nhiễu
1. Nhiễu gây ra bởi thời gian phục hồi ngược lại của diode
Điện áp đầu vào AC được chuyển đổi thành điện áp xung hình sin bởi cầu chỉnh lưu diode nguồn, và sau đó trở thành DC sau khi được làm mịn bởi tụ điện, nhưng dạng sóng của dòng điện tụ không phải là sóng sin mà là sóng xung. Có thể thấy từ dạng sóng hiện tại rằng dòng điện chứa sóng hài cao hơn. Một lượng lớn các thành phần sóng hài dòng điện chạy vào lưới điện, gây ô nhiễm sóng hài cho lưới điện. Ngoài ra, do dòng điện là sóng xung nên hệ số công suất đầu vào của bộ nguồn bị giảm. Khi diode chỉnh lưu trong mạch chỉnh lưu tần số cao dẫn thuận, một dòng điện thuận lớn chạy qua. Khi nó bị tắt bởi điện áp phân cực ngược, do sự tích tụ nhiều hạt tải điện hơn trong tiếp giáp PN, dòng điện mang Trong một khoảng thời gian trước khi hạt tải điện biến mất, dòng điện sẽ chạy theo hướng ngược lại, dẫn đến dòng điện giảm dòng điện phục hồi ngược lại khi hạt tải điện biến mất và dòng điện thay đổi lớn (di / dt).

Các sự cố thường gặp trong kiểm tra EMI của nguồn cung cấp điện chuyển mạch

tụ

2. Nhiễu sóng hài sinh ra khi ống công tắc hoạt động
Khi bật ống công tắc nguồn, một dòng điện xung lớn chạy qua. Ví dụ, dạng sóng dòng điện đầu vào của loại chuyển tiếp, loại đẩy kéo và bộ chuyển đổi loại cầu là sóng xấp xỉ hình chữ nhật khi tải điện trở, chứa nhiều thành phần hài bậc cao. Khi sử dụng chuyển mạch điện áp bằng không, dòng điện bằng không, nhiễu sóng hài này sẽ ở mức tối thiểu. Ngoài ra, sự thay đổi dòng điện đột ngột gây ra bởi điện cảm rò của cuộn dây máy biến áp cao tần trong thời gian tắt của ống công tắc nguồn cũng sẽ tạo ra nhiễu đỉnh.

Các sự cố thường gặp trong kiểm tra EMI của nguồn cung cấp điện chuyển mạch

Nhiễu sóng hài được tạo ra khi ống chuyển đổi

3. Nhiễu gây ra bởi mạch đầu vào AC
Ống chỉnh lưu ở đầu vào của nguồn điện chuyển mạch không có biến tần nguồn sẽ gây ra dao động giảm âm tần số cao trong thời gian khôi phục ngược và gây nhiễu. Nhiễu đỉnh và năng lượng nhiễu sóng hài do nguồn điện chuyển mạch tạo ra, nhiễu hình thành qua các đường đầu vào và đầu ra của nguồn điện chuyển mạch được gọi là nhiễu dẫn; còn năng lượng của dao động điều hòa và dao động kí sinh khi truyền qua các đường vào và ra sẽ ở trong không gian. Tạo ra điện trường và từ trường. Sự can thiệp này được tạo ra bởi bức xạ điện từ được gọi là giao thoa bức xạ.

4. Các lý do khác
Các thông số ký sinh của các thành phần và thiết kế sơ đồ của nguồn điện chuyển mạch không hoàn hảo. Hệ thống dây dẫn của bảng mạch in (PCB) thường được sắp xếp theo cách thủ công, có tính ngẫu nhiên lớn. Nhiễu trường gần của PCB là lớn, và việc lắp đặt cũng như vị trí và hướng không hợp lý sẽ gây ra Nhiễu EMI. Điều này làm tăng khó khăn trong việc trích xuất các thông số phân bố PCB và ước tính nhiễu trường gần.

Phản ứng của nhiễu kiến ​​trúc Flyback trên quang phổ
• Dao động tạo ra ở tần số 0.15MHz là nhiễu do sóng hài bậc 3 của tần số chuyển mạch;
• Dao động tạo ra ở tần số 0.2MHz là sự giao thoa gây ra bởi sự chồng chất của sóng hài bậc 4 của tần số chuyển mạch và sóng cơ bản của dao động Mosfet 2 (190.5KHz); vì vậy phần này mạnh hơn;
• Dao động tạo ra ở tần số 0.25MHz là nhiễu do sóng hài bậc 5 của • tần số chuyển mạch;
• Dao động tạo ra ở tần số 0.35MHz là giao thoa gây ra bởi sóng hài bậc 7 của tần số chuyển mạch;
• Dao động tạo ra ở tần số 0.39MHz là giao thoa gây ra bởi sự chồng chất của sóng hài bậc 8 của tần số chuyển đổi và sóng cơ bản của dao động Mosfet 2 (190.5KHz);
• Dao động tạo ra ở tần số 1.31MHz là giao thoa gây ra bởi sóng cơ bản của dao động Diode 1 (1.31MHz);
• Dao động tạo ra ở tần số 3.3MHz là giao thoa gây ra bởi sóng cơ bản của dao động Mosfet 1 (3.3MHz);

Đặc điểm của nguồn điện chuyển mạch EMI
Là một thiết bị chuyển đổi năng lượng làm việc ở trạng thái chuyển mạch, tốc độ thay đổi điện áp và dòng điện của nguồn điện chuyển đổi là rất cao, và cường độ nhiễu tương đối lớn; các nguồn nhiễu chủ yếu tập trung trong giai đoạn chuyển đổi nguồn và bộ tản nhiệt và máy biến áp mức cao được kết nối với nó. Vị trí của nguồn giao thoa mạch tương đối rõ ràng; tần số chuyển mạch không cao (từ hàng chục kilohertz và vài megahertz), và các hình thức gây nhiễu chủ yếu là nhiễu dẫn và nhiễu trường gần; và các dấu vết bảng mạch in (PCB) thường được nối dây thủ công. Có độ ngẫu nhiên lớn hơn, làm tăng khó khăn trong việc trích xuất các thông số phân bố PCB và nhiễu trường gần.

Các biện pháp ngăn ngừa EMI khi thiết kế chuyển nguồn cung cấp điện
• Giảm thiểu diện tích của lá đồng PCB cho các nút mạch nhiễu, chẳng hạn như nút cống, bộ thu, nút cuộn sơ cấp và thứ cấp của ống chuyển mạch, v.v.;
• Giữ các đầu nối đầu vào và đầu ra tránh xa các bộ phận gây nhiễu, chẳng hạn như quấn dây biến áp, lõi biến áp, tản nhiệt của ống công tắc, v.v ...;
• Để các bộ phận ồn ào (chẳng hạn như cuộn dây biến áp không được che chắn, lõi và công tắc máy biến áp không được che chắn, v.v.) cách xa mép của vỏ bọc, nơi có khả năng gần với dây nối đất bên ngoài trong điều kiện hoạt động bình thường;
• Nếu máy biến áp không được che chắn bằng điện trường, hãy giữ tấm chắn và bộ tản nhiệt cách xa máy biến áp;
• Giảm thiểu diện tích của các vòng dòng điện sau: bộ chỉnh lưu thứ cấp (đầu ra), thiết bị nguồn đóng cắt sơ cấp, đường truyền động cổng (cơ sở), bộ chỉnh lưu phụ;
• Không trộn vòng hồi tiếp biến tần cổng (đế) với mạch chuyển mạch sơ cấp hoặc mạch chỉnh lưu phụ;
• Điều chỉnh và tối ưu hóa giá trị điện trở giảm chấn để nó không tạo ra âm thanh đổ chuông trong thời gian chết của công tắc;
• Ngăn chặn sự bão hòa cuộn cảm của bộ lọc EMI;
• Giữ các nút xoay và các thành phần của mạch thứ cấp cách xa tấm chắn của mạch sơ cấp hoặc bộ tản nhiệt của công tắc;
• Giữ các nút xoay mạch sơ cấp và thân linh kiện tránh xa các tấm chắn hoặc tản nhiệt;
• Đặt bộ lọc EMI cho đầu vào tần số cao gần đầu cáp đầu vào hoặc đầu kết nối;
• Giữ bộ lọc EMI của đầu ra tần số cao gần các đầu nối dây đầu ra;
• Giữ một khoảng cách nhất định giữa lá đồng của PCB ở phía đối diện của bộ lọc EMI và thân linh kiện; đặt một số điện trở trên đường dây của bộ chỉnh lưu của cuộn dây phụ; mắc song song điện trở giảm chấn với cuộn dây thanh kích từ; kết nối cả hai đầu của bộ lọc RF đầu ra song song Chống giảm chấn;
• Được phép đặt một tụ gốm 1nF / 500V hoặc một loạt điện trở trong thiết kế PCB, được nối qua đầu tĩnh sơ cấp của máy biến áp và cuộn dây phụ;
• Giữ bộ lọc EMI cách xa máy biến áp nguồn, đặc biệt là ở phần cuối của bọc;
• Nếu diện tích PCB là đủ, các chân để che chắn cuộn dây và vị trí đặt bộ giảm chấn RC có thể được để trên PCB và bộ giảm chấn RC có thể được kết nối qua cả hai đầu của cuộn dây che chắn;
• Đặt một tụ điện dẫn hướng tâm nhỏ (Miller, 10 picofarads / 1kV) giữa cống và cửa của nguồn chuyển mạch FET nếu không gian cho phép;
• Đặt một van điều tiết RC nhỏ trên đầu ra DC nếu không gian cho phép;
• Không đặt ổ cắm AC cạnh bộ tản nhiệt của công tắc chính.

EMI-9KB Máy thu kiểm tra EMI

EMI-9KB Máy thu kiểm tra EMI

Các biện pháp đối phó EMI trong bức xạ
Nhiễu băng thông rộng quá mức trong dải tần 30-300MHz
1. Xác minh bằng cách thêm một vòng từ tách (có thể đóng mở) trên đường dây điện. Nếu có cải thiện nghĩa là nó liên quan đến đường dây điện. Các phương pháp chỉnh lưu sau được sử dụng: Nếu thiết bị có bộ lọc tích hợp, hãy kiểm tra xem việc nối đất của bộ lọc có đúng không. Tốt, cho dù dây nối đất càng ngắn càng tốt;

2. Tốt nhất là nối đất của bộ lọc có vỏ kim loại trực tiếp qua vùng liên kết lớn giữa vỏ và đất. Kiểm tra xem các dòng đầu vào và đầu ra của bộ lọc có gần nhau hay không. Điều chỉnh thích hợp điện dung của tụ điện X / Y, độ tự cảm của chế độ vi sai và độ tự cảm của cuộn cảm chế độ chung; chú ý đến vấn đề an toàn khi điều chỉnh tụ điện Y; thay đổi các thông số có thể cải thiện bức xạ của một phần nhất định, nhưng nó sẽ dẫn đến các thay đổi tần số khác. Thật tội nghiệp, vì vậy bạn cần phải tiếp tục cố gắng để tìm ra sự kết hợp tốt nhất. Đó là một cách tốt để tăng giá trị điện trở trên điện cực kích hoạt một cách thích hợp; nó cũng có thể được giảm hiệu quả bằng cách kết nối một tụ điện nhỏ với bộ thu của bóng bán dẫn chuyển mạch (hoặc bộ thoát của bóng bán dẫn MOS) hoặc bộ chỉnh lưu đầu ra thứ cấp xuống đất Tiếng ồn chuyển đổi chế độ chung.

3. Bảng cung cấp điện chuyển mạch phải kiểm soát khu vực trở lại của mỗi vòng lặp trong quá trình nối dây PCB, điều này có thể làm giảm đáng kể bức xạ chế độ vi sai. Thêm 104/103 tụ điện vào dấu vết nguồn PCB để tách nguồn; Khi đấu dây cho bảng nhiều lớp, mặt phẳng nguồn và mặt phẳng nền bắt buộc phải gần nhau; đặt một vòng từ trên đường dây điện để so sánh và xác minh, sau này có thể bổ sung trên bảng đơn. Các cuộn cảm chế độ chung được sử dụng để đạt được điều này, hoặc một vòng từ được tiêm vào cáp. Độ dài của dòng L của dòng AC đầu vào phải càng ngắn càng tốt; bên trong thiết bị che chắn, liệu có nguồn nhiễu gần các lỗ hay không; Nếu có sơn cách điện phun vào các khớp nối của các bộ phận kết cấu, dùng vải nhám để lau lớp sơn cách điện để thử so sánh. Kiểm tra vít tiếp đất có được phun sơn cách điện không và tiếp đất có tốt không.

Lisun Instruments Limited được tìm thấy bởi LISUN GROUP 2003. LISUN hệ thống chất lượng đã được chứng nhận nghiêm ngặt bởi ISO9001:2015. Với tư cách là thành viên CIE, LISUN các sản phẩm được thiết kế dựa trên CIE, IEC và các tiêu chuẩn quốc tế hoặc quốc gia khác. Tất cả các sản phẩm đều đạt chứng chỉ CE và được xác thực bởi phòng thí nghiệm của bên thứ ba.

Sản phẩm chính của chúng tôi là Máy đo huyết ápTích hợp hình cầuMáy quang phổSurge GeneratorSúng giả lập ESDBộ thu EMIThiết bị kiểm tra EMCKiểm tra an toàn điệnPhòng môi trườngBuồng nhiệt độĐài Khí tượng Thủy vănPhòng nhiệtThử nghiệm phun muốiPhòng kiểm tra bụiKiểm tra không thấm nướcKiểm tra RoHS (EDXRF)Kiểm tra dây phát sáng và Kiểm tra ngọn lửa kim.

Xin vui lòng liên hệ với chúng tôi nếu bạn cần bất kỳ hỗ trợ.
Khoa công nghệ: Service@Lisungroup.com, Di động / WhatsApp: +8615317907381
Phòng kinh doanh Sales@Lisungroup.com, Di động / WhatsApp: +8618117273997

Tags: ,

Để lại lời nhắn

Địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

=