2022-03-09
สลับโหมดแหล่งจ่ายไฟมีเสียงดังโดยเนื้อแท้เกี่ยวกับการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)การสลับอย่างรวดเร็วของโหนดไฟฟ้าแรงสูงและกระแสไฟนำไปสู่ค่า di/dt และ dv/dt ที่ค่อนข้างใหญ่ภายในวงจร ทำให้เกิดเสียงรบกวนในช่วงความถี่กว้างหน่วยงานกำกับดูแลในประเทศส่วนใหญ่กำหนดขีดจำกัดปริมาณของสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าที่อาจปล่อยออกมาส่งผลให้ต้องใช้เวลาและความพยายามอย่างมากในการลดแหล่งกำเนิดเสียงและกรองเสียงรบกวนที่เหลืออยู่อย่างไรก็ตาม ในขณะที่แหล่งจ่ายไฟเหล่านี้จะปฏิบัติตามกฎระเบียบเมื่อทำการทดสอบเพียงอย่างเดียว การเพิ่มลงในระบบอาจนำไปสู่การปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยไม่ได้ตั้งใจ ซึ่งจะต้องมีการกรองเพิ่มเติมเพื่อให้ได้รับการอนุมัติตามกฎข้อบังคับตัวกรอง EMI ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด หากเลือกอย่างถูกต้อง จะเป็นวิธีที่ง่ายในการปรับปรุงการปล่อยมลพิษและปฏิบัติตามกฎระเบียบ
เมื่อต้องรับมือกับความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) ปัญหามักถูกจำลองด้วยองค์ประกอบสามส่วน ได้แก่ แหล่งที่มา เส้นทาง และตัวรับ
แหล่งที่มาคืออุปกรณ์หรือโหนดวงจรที่สร้างสัญญาณรบกวนนอกเหนือจากตัวจ่ายไฟแล้ว ซึ่งอาจรวมถึงอุปกรณ์อื่นๆ เช่น ไมโครโปรเซสเซอร์ ไดรเวอร์วิดีโอ เครื่องกำเนิดคลื่นความถี่วิทยุ เป็นต้น
เสียงรบกวนที่เกิดจากแหล่งกำเนิดมีสองเส้นทางที่สามารถเดินทางได้อย่างแรกคือเส้นทางที่แผ่รังสีซึ่งเป็นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายสู่อวกาศและเชื่อมต่อกับระบบอื่นเส้นทางที่สองคือเส้นทางที่ดำเนินการโดยที่สัญญาณเดินทางผ่านตัวนำของระบบ (เช่น ร่องรอยและระนาบของ PCB, ตัวนำส่วนประกอบ, สายไฟอินพุต เป็นต้น)สิ่งนี้สามารถกลับเข้าไปในสายไฟหลักและส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์อื่น ๆ ที่จ่ายไฟจากสายนั้น
ตัวรับคืออุปกรณ์ที่รับเสียงรบกวนที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดและได้รับผลกระทบจากสัญญาณรบกวนตัวรับสามารถรวมวงจรแอนะล็อกและดิจิตอลได้เกือบทุกวงจร
เมื่อทำการทดสอบ EMC ตัวควบคุมจะทำการทดสอบและปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแยกจากกันแต่ละอันมีขีดจำกัดและช่วงความถี่ของตัวเองพร้อมกับวิธีการปราบปรามของตัวเองการแผ่รังสีครอบคลุมช่วงความถี่ที่สูงกว่า (โดยทั่วไปคือ 30 MHz ถึง 1,000 MHz) และในขณะที่เสียงเดินทางผ่านอวกาศ จะถูกจำกัดในวิธีที่สามารถควบคุมได้นอกจากการใช้เลย์เอาต์ที่เหมาะสมและเทคนิคการออกแบบวงจรเพื่อลดสัญญาณรบกวนที่แหล่งกำเนิดแล้ว ยังสามารถใช้การหุ้มฉนวนเพื่อกักเก็บสัญญาณรบกวนที่แผ่ออกมาได้ในทางกลับกัน การปล่อยก๊าซเรือนกระจกครอบคลุมช่วงความถี่ที่ต่ำกว่า (โดยทั่วไปคือ 0.15 MHz ถึง 30 MHz) และเนื่องจากพวกมันเดินทางผ่านตัวนำ สามารถควบคุมได้โดยใช้ส่วนประกอบการกรองไฟฟ้านักออกแบบ เมื่อเพิ่มการกรอง EMI อาจเลือกที่จะออกแบบแยกกัน หรือเลือกที่จะใช้ตัวกรอง EMI ที่มีจำหน่ายทั่วไป
สำหรับวิศวกรที่เลือกตัวกรอง EMI ที่มีจำหน่ายทั่วไป อาจมีความสับสนในการเลือกตัวกรองที่เหมาะสมสำหรับระบบของตนขั้นตอนแรกคือตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวกรอง EMI ตรงตามข้อกำหนดทางไฟฟ้าขั้นพื้นฐานรายการสำคัญที่ต้องตรวจสอบ ได้แก่ :
แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่สามารถนำไปใช้กับอินพุตได้การทำเช่นนี้อาจทำให้ส่วนประกอบภายในตัวกรองเสียหายได้
แรงดันไฟแยก ซึ่งเป็นพิกัดการแยกที่วัดระหว่างแต่ละสายอินพุตกับกราวด์/สายดินของแชสซี (ไม่มีการแยกระหว่างอินพุตและเอาต์พุต)
จัดอันดับปัจจุบัน ซึ่งเป็นกระแสสูงสุดที่สามารถผ่านตัวกรอง EMI ภายในช่วงอุณหภูมิการทำงานที่ระบุ
อุณหภูมิในการทำงาน ซึ่งเป็นอุณหภูมิสูงสุดที่อุปกรณ์สามารถใช้งานได้
กระแสไฟรั่ว ซึ่งเป็นกระแสที่ไหลผ่านดิน/กราวด์ของแชสซีตัวกรอง EMI จะทำให้เกิดกระแสไฟรั่วนอกเหนือจากตัวจ่ายไฟเองเนื่องจากข้อกังวลด้านความปลอดภัย กระแสไฟรั่วจึงได้กำหนดขีดจำกัด และการมีส่วนร่วมของการรั่วไหลโดยตัวกรองควรพิจารณาโดยผู้ออกแบบ
หลังจากพบตัวกรอง EMI ที่ตรงตามเงื่อนไขการทำงานของระบบแล้ว ควรทบทวนลักษณะการกรองจริงในแผ่นข้อมูล โดยทั่วไปจะมีกราฟการสูญเสียการแทรก กราฟหนึ่งสำหรับโหมดทั่วไปและอีกรายการสำหรับโหมดส่วนต่างกราฟเหล่านี้แสดงให้ผู้ใช้ทราบว่าสัญญาณขาเข้าและขาออกจะลดลงเท่าใดตามความถี่
การสูญเสียการแทรกคืออัตราส่วนของสัญญาณที่อินพุตของตัวกรองต่อสัญญาณที่เอาต์พุต ซึ่งมักจะวัดเป็นเดซิเบล เนื่องจากครอบคลุมช่วงความถี่กว้าง ดังแสดงในสมการต่อไปนี้
การสูญเสียการแทรก (dB) = 20 บันทึก 10 (สัญญาณที่ไม่มีการกรอง / สัญญาณที่กรอง)
สามารถเขียนใหม่ได้โดยใช้กฎผลหารเพื่อแก้ปัญหาสำหรับสัญญาณที่ถูกกรอง
สัญญาณที่กรอง (dB) = สัญญาณที่ไม่มีการกรอง (dB) - การสูญเสียการแทรก (dB)
ในบางกรณี จะไม่มีการแสดงกราฟและจะแสดงค่าการลดทอนสัญญาณรบกวนในแผ่นข้อมูลแทนซึ่งมักจะจับคู่กับช่วงความถี่ที่ใช้การลดทอนตัวอย่างเช่น แผ่นข้อมูลอาจระบุการลดทอน 30 dB ระหว่าง 150 kHz ถึง 1 GHz
รายการสุดท้ายที่ควรทราบเมื่อตรวจสอบข้อมูลตัวกรองคืออิมพีแดนซ์ต้นทางและโหลดจะเปลี่ยนพฤติกรรมของตัวกรองการสูญเสียการแทรกที่ระบุในแผ่นข้อมูลได้มาจากการใช้อิมพีแดนซ์ (โดยทั่วไปคือ 50 Ω) ที่อาจค่อนข้างแตกต่างจากระบบที่ใช้อยู่ดังนั้น ในขณะที่ตัวกรองอาจดูดีบนกระดาษ การทดสอบตัวกรองในวงจรเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพภายใต้แหล่งจ่ายจริงและสภาวะโหลดของระบบปลายทาง
เมื่อเลือกตัวกรอง EMI เหมาะอย่างยิ่งหากแหล่งจ่ายไฟที่จะกรองผ่านการทดสอบ EMC เบื้องต้นแล้ว เพื่อให้ได้ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับการปล่อยมลพิษที่ดำเนินการผลการทดสอบจะบอกผู้ออกแบบว่าหน่วยล้มเหลวความถี่ใดและเท่าใดข้อมูลนี้สามารถเปรียบเทียบได้กับกราฟการสูญเสียการแทรกของตัวกรอง EMI เพื่อตรวจสอบว่ามีการลดทอนที่ความถี่ที่ล้มเหลวเพียงพอที่จะผ่านการทดสอบ EMC หรือไม่ตัวอย่างเช่น หากการทดสอบการปล่อยโหมดทั่วไปล้มเหลว 64 dB ที่ 500 kHz การอ้างอิงกราฟการสูญเสียการแทรกโหมดทั่วไปของตัวกรอง EMI ด้านล่างจะแสดงที่ 500 kHz ระดับการลดทอนประมาณ -75 dBหากใช้ตัวกรอง EMI นี้ คาดว่าจะผ่านการทดสอบ EMC โดยมีอัตรากำไรขั้นต้น 11 dB ที่ 500 kHz
เนื่องจากการลดทอนที่ไม่สอดคล้องกันในสเปกตรัมความถี่ จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องแน่ใจว่าความถี่ที่ล้มเหลวหรือความถี่ส่วนเพิ่มทั้งหมดจะถูกลดทอนอย่างเหมาะสมถ้าแผ่นข้อมูลระบุค่าการลดทอนค่าเดียวแทนที่จะเป็นกราฟการสูญเสียการแทรก สิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าค่าเดียวนี้มากกว่าค่าขอบที่ใหญ่ที่สุดของความล้มเหลว
การสลับแหล่งจ่ายไฟเป็นแหล่งสำคัญของการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ซึ่งทำให้การควบคุมมีความสำคัญในการป้องกันการรบกวนกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งส่วนใหญ่ถ้าไม่ใช่ทั้งหมดจะมีตัวกรองที่อินพุต แต่เนื่องจากการใช้งานที่หลากหลาย นี่อาจไม่เพียงพอเสมอที่จะผ่านการทดสอบ EMC ขั้นสุดท้ายเมื่อนำไปใช้กับระบบที่สมบูรณ์ตัวกรอง EMI ที่มีจำหน่ายทั่วไปเป็นวิธีที่รวดเร็วและง่ายดายในการลดการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า หากตัวกรองภายในไม่เพียงพอ และสามารถประหยัดเวลาในการออกแบบโซลูชันที่ไม่ต่อเนื่องตั้งแต่ต้นจนจบCUI นำเสนอตัวกรองพลังงาน ac-dc EMI และตัวกรองพลังงาน dc-dc EMI หลายตัวในการติดตั้งบอร์ด การยึดแชสซี และการกำหนดค่าราง DIN ที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับความต้องการความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของระบบ
ส่งคำถามของคุณโดยตรงถึงเรา