วิธีการทดสอบกรอง EMI การสลับไฟฟ้า

วิธีการออกแบบกรอง EMI ของเครื่องพลังงาน:

1วิธีการกําหนด fcn ทั่วไป:

ความถี่ของขีดขวางต้องถูกกําหนดตามความต้องการการออกแบบความสอดคล้องทางแม่เหล็กไฟฟ้า สําหรับแหล่งความรุนแรงมันจําเป็นต้องลดระดับการรบกวนลงในช่วงที่กําหนด; สําหรับเครื่องรับ คุณภาพการรับของเครื่องรับจะสะท้อนออกมาในความต้องการในการอดทนต่อเสียงเสียง ความถี่ตัดของกรองผ่านต่ําลําดับแรกสามารถกําหนดได้ด้วยสูตรต่อไปนี้:

แหล่งความรบกวน: fcn=kT×(ความถี่ความรบกวนต่ําในระบบ); เครื่องรับ: fcn=kRX ((ความถี่ความรบกวนต่ําในสภาพแวดล้อมแม่เหล็กไฟฟ้า)

ในสูตร kT และ kR ได้กําหนดขึ้นตามความต้องการความเข้ากันทางแม่เหล็กไฟฟ้า และโดยทั่วไปใช้ 1/3 หรือ 1/5. ตัวอย่างเช่น:ความถี่ตัดของเครื่องปัดเสียงไฟฟ้าหรือเครื่องปัดผลิตไฟฟ้าคือ fen=20 ~ 30kHz (เมื่อความถี่ไฟฟ้าสลับ f คือ 100kHz); ความถี่ตัดของสัญญาณความรุนแรงเสียงคือ fcn = 10 ~ 30MHz (สําหรับอุปกรณ์เทคโนโลยีสารสนเทศที่มีอัตราการส่งของ 100Mbps)

นอกจากนี้สําหรับอุปกรณ์ที่มีรูปคลื่นกระแสไฟเข้าพิเศษ 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)), ความถี่หุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบหุบคณะกรรมการสื่อสารกลาง (FCC) ของสหรัฐอเมริกากําหนดว่าความถี่เริ่มต้นของความรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าคือ 300kHz; คณะกรรมการพิเศษสากลด้านการรังสี (CISPR) ระบุว่ามันคือ 150kHz; และมาตรฐานทหารสหรัฐฯ ระบุว่ามันคือ 10kHz.

2วงจรกรองเสียง

เมื่อการกดกัดถูกใส่ในวงจร ผลลัพธ์การยับยั้งเสียงที่มันให้ ไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับขนาดของอาการกดกัด ZFแต่ยังมีต่ออุปสรรคก่อนและหลังวงจรที่หงุดอยู่ (iอุปสรรคแหล่งและอุปสรรคภาระ) การวิเคราะห์เครือข่ายชี้ให้เห็นว่า ภายในช่วงความถี่การทํางาน อุปสรรคการเข้าและการออกของสายส่งตรงกันซึ่งสามารถยกระดับการส่งสัญญาณได้สูงสุดสําหรับความรุนแรง เราก็คิดว่าการใส่เครื่องกรองความรุนแรง เพื่อให้ความขัดแย้งในการเข้าและการออกไม่ตรงกัน ภายในช่วงความถี่ของความรุนแรง เพื่อลดความรุนแรงให้น้อยที่สุด

ดังนั้นการเลือกโครงสร้างและองค์ประกอบของกรองเสียงจะขึ้นอยู่กับอุปสรรคแหล่งและอุปสรรคภาระของวงจรที่กรองเสียงตั้งอยู่เครื่องกรอง anti-EMI จริงๆแล้วเป็น เครื่องกรองเสียงที่ไม่ตรงกันในที่นี้ เรานําเสนอโดยเฉพาะเจาะจงแนวคิดของความไม่ตรงกันของเสียงเพื่ออํานวยความสะดวกในการวิเคราะห์การปฏิสัมพันธ์ระหว่างเสียงและกรองเสียง (ดูส่วนหลักการใช้งานด้านล่าง)

รูปที่ 1 วงจรพื้นฐานของกรองเสียง

วงจรกรองเสียงเสียงมักจะใช้โครงสร้างวงจรทรง x รูปแบบ T รูปแบบ L และการรวมกันของพวกมันเพื่อทํากรองผ่านต่ํา,สําหรับเสียงกระแทกความถี่สูง โครงสร้างทรง n สามารถให้อุปสรรคทางเข้าและทางออกต่ํา ซึ่งเหมาะสําหรับโอกาสที่อุปสรรคทางเข้าและอุปสรรคทางออกของวงจรสูงโครงสร้างทรง T สามารถให้อุปสรรคทางเข้าและทางออกสูง, ซึ่งเหมาะสําหรับโอกาสที่อุปสรรคแหล่งและอุปสรรคภาระของวงจรต่ําโครงสร้างทรง L สามารถให้อุปสรรคการเข้าสูงและอุปสรรคการออกต่ํา (หรือกลับกัน), ซึ่งเหมาะสําหรับโอกาสที่อุปสรรคแหล่งและอุปสรรคภาระของวงจรต่ํา (หรือตรงกันข้าม)การกําหนดค่า L และ C ของส่วนประกอบของกรองต้องตอบสนองความต้องการของวงจรสําหรับการสูญเสียการใส่ที่ความถี่ของเสียง, และสามารถคํานวณโดยประมาณดังนี้:

L=Z/(2I×fc), C=1/(2n×fe×Z)

Z คือความอัดอัดเสียง, ความอัดอัดไฟล์หรือความอัดอัดไฟล์. ควรระบุว่าการคํานวณค่า L และ C สามารถประมาณเท่านั้นเพราะสําหรับความถี่สูงถึง 100kHz และฮาร์โมนิกของมันปริมาตรการกระจายวงจรไม่สามารถมองข้ามได้ และผลลัพธ์การยับยั้งเสียงของกรองเสียงเสียงมักจะกําหนดด้วยการทดลอง เพื่ออํานวยความสะดวกในการคํานวณการออกแบบคุณลักษณะความถี่อุปมาของตัวประกอบจริงและวิธีการคํานวณของอัตราการดึงของอัตราการดึงนําการพิจารณาอิทธิพลของความสูญเสียของคอนเดเซเตอร์และอัตราการดึงดูดเชื้อราของหมุนเวียนเทียบเท่าคอนเดเซเตอร์ที่แท้จริงและลักษณะความถี่อิเมพานซ์แสดงในรูป 2

อุปทานนําคํานวณด้วยสูตรดังต่อไปนี้:

L=0.002/[ln(4l/d) -1]

โดย d คือกว้างของสาย (cm) 1 คือความยาวของสาย (cm) และ L คือความชักชวน (uH)

ตัวอย่างเช่น สาย 0.31 มิลลิเมตรที่มีความยาว 1=1 ซม. L=0.0077uH เมื่อความถี่คือ 1MHz Z=00499; เมื่อความถี่คือ 100MHz, Z=4.99เมื่อ 1=2cm, L=0.0182uH, เมื่อความถี่คือ 100MHz, Z=11.44 ohm

3หลักการใช้เครื่องกรองเสียง

วิธีหรือขั้นตอนในการเลือกและใช้เครื่องกรองเสียงตามความต้องการความสอดคล้องทางแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่ได้เป็นเอกลักษณ์เรื่องนี้ควรแก้ไขเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการการออกแบบความเข้ากันของแม่เหล็กไฟฟ้าในการออกแบบไฟฟ้า, การผลิต, และการแก้ไขปัญหา. อย่างไรก็ตาม, ก่อนการออกแบบและการใช้ฟิลเตอร์เสียง,และสภาพแวดล้อมไฟฟ้าแม่เหล็กของวงจรที่ใส่.

มีวิธีการแพร่กระจายของความวุ่นวายทางแม่เหล็กไฟฟ้าประมาณสองวิธี

หนึ่งคือการแทรกแซงที่นําไป และอีกอย่างคือการแทรกแซงที่รังสี 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)โดยทั่วไปแล้ว มันสามารถพิจารณาว่า: ช่วงความถี่ต่ําของเสียงดังแสดงออกเป็นการขัดขวาง (การรบกวน)และกรองเสียงขึ้นอยู่กับการปฏิกิริยา inductive ของ Choke เป็นหลักในการให้ความสามารถในการยับยั้งเสียง; ในปลายสูงของความถี่ของเสียงเสียง, พลังเสียงที่นําโดยซับซ้อนโดยความต้านทานที่เท่าเทียมกันของ Choke และเลี่ยงโดยความจุกระจายในขณะนี้,การรบกวนจากการรังสี กลายเป็นรูปแบบหลักของการรบกวน.

การรบกวนที่ระบายแสงทําให้กระแสเสียงกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสกระแสซึ่งกลายเป็นที่โดดเด่นมากขึ้นในกรณีของส่วนประกอบวงจรขนาดเล็กและความหนาแน่นสูงอุปกรณ์ต้าน EMI ส่วนใหญ่ถูกใส่เข้าไปในวงจรเป็นกรองผ่านต่ําเพื่อยับยั้งหรือดูดซึมเสียงรบกวนความถี่ตัดกรอง fcn สามารถออกแบบหรือเลือกอย่างที่กล่าวไว้ข้างต้น เครื่องกรองเสียงถูกใส่เข้าไปในวงจรในฐานะความไม่เหมาะสมของเสียง ฟังก์ชันของมันคือการไม่เหมาะสมอย่างหนักของเสียงที่สูงกว่าความถี่ของสัญญาณการใช้แนวคิดของความไม่ตรงกันของเสียง, ฟังก์ชันของกรองสามารถเข้าใจได้ดังนี้: ผ่านกรองเสียง, เสียงสามารถลดระดับเสียงผลิตเนื่องจากการแบ่งระดับแรงดัน (การลดความรุนแรง);หรือดูดซึมความแรงของเสียงดังเนื่องจากการสะท้อนหลายครั้ง; หรือทําลายสภาวะการสั่นสะเทือนของปรสิตเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงระยะของช่องทาง, โดยปรับปรุงความอดทนต่อเสียงของวงจร

นอกจากนี้ปัญหาต่อไปนี้ควรสังเกต เมื่อออกแบบและใช้อุปกรณ์ป้องกัน EMI:

(1) เข้าใจสภาพแวดล้อมแม่เหล็กไฟฟ้า และเลือกช่วงความถี่อย่างสมเหตุสมผล

(2) จะมี DC หรือ AC แรงในวงจรที่กรองเสียงตั้งอยู่เพื่อป้องกันหัวใจของอุปกรณ์จากความล้มเหลว saturation;

(3) เข้าใจขนาดอุปสรรคและคุณสมบัติก่อนและหลังวงจรการใส่เพื่อบรรลุความไม่เหมาะสมของเสียงและเหมาะสําหรับการใช้งานภายใต้อุปสรรคแหล่งต่ําและอุปสรรคภาระ;

(4) ให้ความสนใจต่อการรบกวน x inductive ที่เกิดจากความจุกระจายและองค์ประกอบและสายที่อยู่ใกล้เคียงกัน

(5) กํากับการเพิ่มอุณหภูมิของอุปกรณ์ โดยทั่วไปไม่เกิน 60 °C