总结3D打印机电源、工控设备电源等开关电源EMI设计经验
要想了解3D打印机电源、工控设备电源等开关电源EMI,就要了解一下开关电源的EMI源,那么就来说说开关电源的EMI烦扰源会个体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等,外部环境对开关电源的烦扰首要来自电网的颤抖、雷击、外界辐射等。
先来逐个说说(1)功率开关管:功率开关管作业在On-Off快速循环转化的情况,dv/dt和di/dt都在急剧转化,因而,功率开关管既是电场耦合的首要烦扰源,也是磁场耦合的首要烦扰源。
(2)高频变压器:高频变压器的EMI会个体现在漏感对应的di/dt快速循环转化,因而高频变压器是磁场耦合的重要烦扰源。
(3)整流二极管:整流二极管的EMI会个体现在反向康复特性上,反向痊愈电流的断续点会在电感(引线电感、杂散电感等)发生高 dv/dt,然后导致强电磁烦扰。
(4)PCB:PCB是上述烦扰源的耦合通道,PCB的好坏,直接对应着对上 述EMI源克制的好坏。
再来说说D打印机电源、工控设备电源等开关电源EMI传输通道分类
(一) 传导烦扰的传输通道:(1)容性耦合 (2)理性耦合
(3)电阻耦合 a.公共电源内阻发生的电阻传导耦合 b.公共地线阻抗发生的电阻传导耦合
c.公共线路阻抗发生的电阻传导耦合
(二) 辐射烦扰的传输通道
(1)在3D打印机电源、工控设备电源等开关电源中,能构成辐射烦扰源的元器件和导线均能够被假设为天线,然后运用电偶极子和磁偶极子理论进行分析;二极管、电容、功率开关管能够假设为电偶极子,电感线圈能够假设为磁偶极子;
(2)没有屏蔽体时,电偶极子、磁偶极子,发生的电磁波传输通道为空气(能够假设为自由空间);(3)有屏蔽体时,考虑屏蔽体的缝隙和孔洞,依照泄露场的数学模型进行分析处理。
3、3D打印机电源、工控设备电源等开关电源EMI克制的9大方法
在3D打印机电源、工控设备电源等开关电源中,电压和电流的突变,即高dv/dt和di/dt,是其EMI发生的首要原因。完结开关电源的EMC规划技术办法首要根据以下两点:
(1)尽量减小电源本身所发生的烦扰源,运用克制烦扰的办法或发生烦扰较小的元器件和电路,并进行合理布局;
(2)经过接地、滤波、屏蔽 等技术克制电源的EMI以及进步电源的EMS。
分隔来讲,9大方法分别是:(1)减小dv/dt和di/dt(降 低其峰值、减缓其斜率)
(2)压敏电阻的合理运用,以下降浪涌电压(3)阻尼网络克制过冲(4)选用软康复特 性的二极管,以下降高频段EMI(5)有源功率因数校对,以及其他谐波校对技术(6)选用合理规划的电源线滤波器(7)合理的接地处理(8)有用的屏蔽办法(9)合理的PCB规划
4、高频变压器漏感的操控
高频变压器的漏感是功率开关管关断尖峰电压发生的重要原因之一,因而,操控漏感成为处理高频变压器带来的EMI首要面对的问题。减小高频变压器漏感两个切入点:电气规划、工艺规划!
(1)选择适合磁芯,下降漏感。漏感与原边匝数平方成正比,减小匝数会明显下降漏感。
(2)减小绕组间的绝缘层。现在有一种称之为“薄膜”的绝缘层,厚度20~100um,脉冲击穿电压可达几千伏。(3)添加绕组间耦合度,减小漏感。
5、高频变压器的屏蔽
为避免高频变压器的漏磁对周围电路发生烦扰,可选用屏 蔽带来屏蔽高频变压器的漏磁场。屏蔽带一般由铜箔制作,绕在变压器外部一周,并进行接地,屏蔽带于漏磁场来说是一个短路环,然后克制漏磁场更大规划的泄露。
高频变压器,磁心之间和绕组之间会发生位移,然后导致高频变压器在作业中发生噪声(啸叫、振动)。为避免该噪声,需要对变 压器选用加固办法:
(1)用环氧树脂将磁心(例如EE、EI磁心)的三个接触面进行粘接,克制位移的发生;(2)用“玻璃珠”(Glass beads)胶合剂粘结磁心,作用更好。