Método de conceção do filtro EMI de alimentação com determinação FCN de certificação
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Método de ensaio do filtro EMI de ligaço da fonte de alimentaço
Método de conceço do filtro EMI da fonte de alimentaço:
1- Método geral de determinaço da fcn:
A frequência de corte de estrangulamento deve ser determinada de acordo com os requisitos de concepço de compatibilidade eletromagnética.É necessário reduzir o nível de perturbaço para o intervalo especificadoA frequência de corte do filtro de passagem baixa de primeira ordem pode ser determinada pela seguinte fórmula:
Fonte de perturbaço: fcn=kT×(baixa frequência de perturbaço no sistema); Receptor: fcn=kRX(baixa frequência de perturbaço no ambiente eletromagnético).
Na fórmula, kT e kR so determinados de acordo com os requisitos de compatibilidade eletromagnética e geralmente tomam 1/3 ou 1/5. Por exemplo:A frequência de corte do bloqueador de ruído da fonte de alimentaço ou do filtro de saída da fonte de alimentaço é fen=20~30 kHz (quando a frequência f da fonte de alimentaço de comutaço for 100 kHz)A frequência de corte do estrangulamento do ruído do sinal é fcn=10~30MHz (para equipamentos de tecnologia da informaço com uma taxa de transmisso de 100Mbps).
Além disso, para dispositivos com formas de onda de corrente de entrada especiais, 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)), a frequência de corte de estrangulamento do ruído fcn pode ser mais baixa para filtrar a interferência de conduço harmônica de 2 a 40 da corrente.A Comisso Federal de Comunicações (FCC) dos Estados Unidos estipula que a frequência inicial de interferência eletromagnética é de 300 kHz; o Comitê Especial Internacional de Interferência de Rádio (CISPR) estipula que é de 150 kHz; e o padro militar dos EUA estipula que é de 10 kHz.
2Circuito de filtragem de ruído
Quando o estrangulamento é inserido no circuito, o efeito de supresso de ruído que proporciona depende no só do tamanho da impedncia de estrangulamento ZF,Mas também sobre a impedncia antes e depois do circuito onde o estrangulamento está localizado (iA análise da rede aponta que, dentro da faixa de frequência de funcionamento, a impedncia de entrada e a impedncia de saída da linha de transmisso so correspondentes,que pode maximizar a transmisso da potência do sinalPara o ruído, pensamos naturalmente na inserço de um filtro de ruído para fazer com que a sua impedncia de entrada e saída no se correspondam dentro da faixa de frequência de ruído para minimizar a supresso de ruído.
Por conseguinte, a escolha da estrutura e dos componentes do filtro de ruído depende da impedncia da fonte e da impedncia da carga do circuito onde o filtro de ruído está localizado.O filtro anti-EMI é na verdade um filtro de incompatibilidade de ruídoNeste caso, propomos especificamente o conceito de desajuste de ruído para facilitar a análise da interaço entre ruído e filtros de ruído (ver a secço de princípios de aplicaço abaixo).
Figura 1 Circuito básico do filtro de ruído
Os circuitos de filtragem de ruído geralmente usam estruturas de circuito em forma de x, T e L e suas combinações para fazer filtros de passagem baixa.,para ruído de alta frequência, a estrutura em forma de n pode proporcionar uma baixa impedncia de entrada e saída, o que é adequado para ocasiões em que a impedncia da fonte e a impedncia da carga do circuito so elevadas;a estrutura em forma de T pode fornecer uma alta impedncia de entrada e saída, que é adequado para ocasiões em que a impedncia da fonte e a impedncia da carga do circuito so baixas;A estrutura em forma de L pode fornecer uma impedncia de entrada elevada e uma impedncia de saída baixa (ou vice-versa), que é adequado para ocasiões em que a impedncia da fonte e a impedncia da carga do circuito so baixas (ou vice-versa).A determinaço dos valores L e C dos componentes do filtro deve satisfazer os requisitos do circuito para a perda de inserço na frequência de ruído, e pode ser calculado aproximadamente da seguinte forma:
L=Z/(2I×fc), C=1/(2n×fe×Z)
Z é a impedncia de estrangulamento do ruído, a impedncia de entrada ou de saída do filtro.Porque para frequências to altas quanto 100kHz e seus harmônicos, os parmetros distribuídos do circuito no podem mais ser ignorados, e o efeito de supresso de ruído do filtro de ruído é muitas vezes determinado por experiências.As características de frequência de impedncia de um condensador real e o método de cálculo da indutividade de chumbo so indicados abaixo:Considerando a influência da perda do condensador e da indutividade do chumbo, as características reais do circuito equivalente do condensador e da frequência de impedncia so mostradas na Figura 2.
A indutividade do chumbo é calculada pela seguinte fórmula:
L=0,002/[ln(4l/d) -1]
Donde d é o dimetro do fio (cm), 1 é o comprimento do fio (cm) e L é a indutividade (uH).
Por exemplo, um fio de 0,31 mm com um comprimento de 1 = 1cm, L = 0,0077uH, quando a frequência é 1MHz, Z = 0.0499; quando a frequência é de 100 MHz, Z=4.99Quando 1=2cm, L=0.0182uH, quando a frequência é de 100MHz, Z=11.44 ohms.
3Princípio de aplicaço do filtro de ruído
O método ou procedimento de seleço e utilizaço dos filtros de ruído em conformidade com os requisitos de compatibilidade eletromagnética no é único.Isto deve ser resolvido como parte do processo de projeto de compatibilidade eletromagnética no projeto elétricoNo entanto, antes de conceber e utilizar filtros de ruído, é útil compreender o modo de propagaço das perturbações eletromagnéticas, a faixa de frequência do ruído, a sua distribuiço e a sua distribuiço.e ambiente eletromagnético do circuito inserido.
Existem aproximadamente duas formas de propagaço de perturbações eletromagnéticas:
Uma é a interferência conduzida e a outra é a interferência radiada. 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)Em termos gerais, pode considerar-se que: o segmento de baixa frequência do ruído manifesta-se como interferência conduzida (assédio),e o filtro de ruído depende principalmente da reatncia indutiva do estrangulamento para fornecer supresso de ruídoNo extremo superior da frequência sonora, a potência sonora conduzida é absorvida pela resistência equivalente do estrangulamento e contornada pela capacitncia distribuída.A perturbaço radiada torna-se a principal forma de interferência..
A perturbaço irradiada induz corrente sonora em componentes e condutores próximos, e em casos graves pode causar autoexcitaço do circuito,que se torna mais proeminente no caso da montagem de componentes de circuitos pequenos e de alta densidadeA maioria dos dispositivos anti-EMI so inseridos no circuito como filtros de passagem baixa para suprimir ou absorver interferências de ruído.A frequência de corte do filtro fcn pode ser concebida ou seleccionadaComo mencionado acima, o filtro de ruído é inserido no circuito como um desajuste de ruído. Sua funço é desajustar severamente o ruído superior frequência do sinal.Utilizando o conceito de descoordenaço de ruído, a funço do filtro pode ser entendida do seguinte modo: através do filtro de ruído, o ruído pode reduzir o nível de saída de ruído devido diviso da tenso (atenuaço);ou absorver a potência de ruído devido a reflexões múltiplas- ou destruir as condições de oscilaço parasitária devido a alterações de fase do canal, melhorando assim a tolerncia ao ruído do circuito.
Além disso, ao conceber e utilizar dispositivos anti-EMI devem ser tidas em conta as seguintes questões:
(1) Compreender o ambiente eletromagnético e selecionar razoavelmente a faixa de frequências;
(2) Se há corrente contínua ou forte corrente alterna no circuito onde está localizado o filtro de ruído para evitar que o núcleo do dispositivo falhe na saturaço;
(3) Compreender o tamanho e as propriedades da impedncia antes e depois do circuito de inserço para alcançar o desajuste de ruído.e é adequado para ser utilizado sob baixa impedncia de fonte e impedncia de carga;
(4) Preste atenço interferência indutiva x gerada pela capacitncia distribuída e pelos componentes e fios adjacentes;
(5) Controlar a elevaço da temperatura do dispositivo, geralmente no superior a 60°C.
Método de conceção do filtro EMI de alimentação com determinação FCN de certificação
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