Tính toán bộ lọc EMI trong SMPS


8

Tôi đang xây dựng SMPS bằng công tắc nguồn Semi FSGM300N fairchild. Bảng dữ liệu FSGM300N
Nếu liên kết biểu dữ liệu đó đang bị thương hãy thử biểu dữ liệu FSGM 300N

Tôi đã sử dụng các công cụ thiết kế được cung cấp bởi fairchild semi để có được sơ đồ sau Trích đoạn thiết kế. Nhưng tất cả các tham số được đưa ra, ngoại trừ giá trị của bộ lọc EMI Lin (vòng tròn màu đỏ trong sơ đồ). Tôi sẽ cần biết cách tính giá trị của Lin. Nhìn vào bảng dữ liệu, thiết kế tham chiếu sử dụng 30mH. Tôi không biết nếu đó là một giá trị cố định? Đây là thiết kế SMPS đầu tiên của tôi.

Bạn có suy nghĩ gì không?

Cảm ơn bạn sẽ.

Câu trả lời:


7

Giá trị của điện cảm là điển hình cho bộ lọc dòng và không quan trọng.
Mục đích của bộ lọc là cách ly các thành phần SMPS HF khỏi nguồn điện.
Các cuộn cảm tạo thành hai bộ lọc Pi kết hợp hình ảnh phản chiếu (phân chia dọc theo trục ngang giữa để phân tích.

Bộ lọc đường truyền có thể là chế độ chung - loại bỏ nhiễu trên đường dây so với mặt đất như thể đường dây là một dây dẫn đơn
hoặc chế độ vi sai, ngăn chặn tín hiệu được đưa vào nguồn điện và thêm vào tín hiệu chính là chế độ vi sai.

Một bộ lọc được triển khai đúng cách thường sẽ có cả bộ lọc chế độ chung và vi sai.
Như thể hiện, thiết kế hiện tại không có :-(.

Tôi nghi ngờ rằng sơ đồ đã bình minh sai - nó không khớp với sơ đồ trong phiên bản thứ hai của bảng dữ liệu mà tôi đã thêm vào câu hỏi. Biểu dữ liệu thứ 2 hiển thị ký hiệu "Z" trên cuộn cảm của bộ lọc mà tôi sử dụng có nghĩa là các đầu chấm nằm ở hai đầu đối diện của cuộn dây. (Xem digram bên dưới để hiểu điều này.) Chữ "Z" màu xanh đã có mặt nhưng tôi đã tô màu xanh lam. Tôi đã thêm hình elip màu đỏ và chấm mà tôi nghĩ là ngụ ý.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Trong bộ lọc chế độ chung, "chấm" trên mỗi cuộn dây sẽ ở cùng một "phía" của bộ lọc - cả hai ở phía bên hoặc cả hai bên phía thiết bị. Để hoạt động chính xác, bộ lọc cần phải được theo sau bởi một tụ điện tham chiếu mặt đất, vì vậy nắp cần phải được chia thành hai nắp với một vòi trung tâm được mài. Xem phần bên trái của sơ đồ dưới đây.

Một bộ lọc chế độ vi sai có các bộ lọc ở phía đối diện của bộ lọc và tụ điện liên quan không cần phải được đặt ở giữa và nối đất. Xem phần bên phải của sơ đồ dưới đây.

Bộ lọc như được hiển thị trong mạch được cung cấp có các kết nối tụ điện ở chế độ chung nhưng các kết nối tụ ở chế độ vi sai - tức là không có nắp được đặt ở giữa.
Nó sẽ hoạt động kém hơn nhiều so với nếu Cin1 là hai mũ nối tiếp với trung tâm HOẶC nếu hai mũ nữa được thêm vào trong chuỗi trên Cin1 với điểm trung tâm của chúng được nối đất. Hình ảnh từ đây .

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Một tìm kiếm trên internet cho "bộ lọc dòng" sẽ đưa ra nhiều ví dụ.

Tài liệu liên quan - mỗi liên kết đến một trang.

Bảng dữ liệu FSGM dưới dạng JPG!


cảm ơn vì nhận xét Tôi đã xem xét một số ví dụ khác về SMPS từ Top Switch (TOP252-262) và một số cách xuất hiện giống nhau, chỉ có tụ điện thứ hai sau cuộn cảm không được bao gồm. Nhưng tôi rất quan tâm đến cách tính giá trị của cuộn cảm, cho dù là Chế độ chung hay Chế độ vi sai. Cảm ơn.
Paul A.

@RussellMcMahon Đừng quên rằng độ tự cảm rò rỉ của vết thương cuộn cảm ở chế độ chung trên một lõi đơn (như hình xuyến) hoạt động như một phần tử chế độ vi sai.
Adam Lawrence

@Madmanguruman - Tôi nghĩ rằng sơ đồ bị lỗi và đã có ý định sử dụng chế độ vi sai. Xem phiên bản thay thế của bảng dữ liệu ở trên và phần mở rộng câu trả lời của tôi. | Để sử dụng điện cảm rò rỉ như một phương tiện để tạo ra một cuộn cảm thực hiện hai vai trò cùng một lúc là khả thi nhưng đòi hỏi nghệ thuật phức tạp đặc biệt thậm chí không được gợi ý một cách xiên trong ghi chú ứng dụng này. Họ đưa ra các thông số kỹ thuật rất cơ bản và cho rằng bạn không làm gì thông minh với cuộn cảm này.
Russell McMahon

4

Có thể rất khó tính các giá trị bộ lọc EMI, vì EMI phụ thuộc nhiều vào bố cục vật lý của mạch hơn là cấu trúc liên kết. Các yếu tố ký sinh liên quan đến khoảng cách thành phần, che chắn, đón, khớp nối, vv sẽ nhiều hơn số lượng các bộ phận thực tế. Thường thì một cách tiếp cận thực nghiệm hơn là cần thiết.

Giải pháp EMI cũng không thể được phân tích 'chứng minh' là tốt. Bạn cần thực hiện các phép đo với máy phân tích phổ thích hợp và LISN (mạng ổn định trở kháng đường truyền) trong nhiều điều kiện và chứng minh bằng thực nghiệm rằng sản phẩm hoàn chỉnh đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải.

Bộ chuyển đổi của bạn sẽ tạo EMI ở tần số chuyển đổi và ở bội số hài của tần số đó. Nếu bạn có các phần tử chuyển mạch khác trong mạch, bạn cũng có thể thấy tần số tổng và hiệu số. Các điốt chỉnh lưu cực nhanh sẽ tạo ra nhiễu tần số cao (thường lên đến cực đại) do tốc độ của chúng.

I2R

Như Russell đã nói, một bộ lọc chế độ chung thích hợp sẽ kết hợp một cuộn cảm ở chế độ chung (các chấm pha trên cùng một đầu) với một số tụ điện Y (một nắp từ mỗi cuộn dây đến đất bảo vệ). Các tụ điện được sử dụng cho chức năng này PHẢI được chấp thuận an toàn cho các ứng dụng Y. Thiết kế của bạn nên bao gồm ít nhất một bộ tụ điện Y.

Hai tụ điện ngang dòng (Cin1 và Cin2) được gọi là tụ điện X (vì chúng 'xuyên qua' nguồn điện chính). Chúng hoạt động nhiều hơn đối với nhiễu chế độ vi sai, cùng với bất kỳ cuộn cảm ở chế độ vi sai.

Là điểm khởi đầu, bạn nên đảm bảo rằng bộ lọc của bạn có nhiều suy hao ở tần số chuyển đổi chính của bộ chuyển đổi, vì đây thường là nguồn EMI mạnh nhất trong nguồn điện.

Đối với một cuộn cảm ở chế độ chung, điều này thường đạt được bằng cách có độ tự cảm càng cao càng tốt, để đảm bảo phản ứng cảm ứng cao nhất ở tần số chuyển mạch. Điều này thường ngụ ý vật liệu ferrite có tính thấm cao, để đạt được độ tự cảm mà không cần nhiều lượt. Các lõi hình xuyến thường được sử dụng vì chúng dễ dàng cho phép các cuộn dây phía bên và trung tính khớp đối xứng với lõi, thường có một miếng đệm cách điện giữa các cuộn dây.

Các tụ điện X và Y dễ dàng hơn một chút - bảng dữ liệu của chúng sẽ có các đường cong đặc trưng cho thấy sự suy giảm của chúng như là một hàm của tần số.

Khi bạn ổn định trên tụ điện và cuộn cảm của mình, đã đến lúc bắt đầu đo, điều chỉnh, làm lại, sắp xếp lại ...


Bạn có thể giải thích thêm về đoạn cuối của bạn? Cảm ơn
Paul A.
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.