1 EMI šumový prúd
Existuje mnoho obvodových topológií spínaného napájacieho zdroja, ktoré možno rozdeliť na režimy s plným mostom, polovičným mostíkom, push-pull, jednostranné dopredu, jednostranné flyback a ďalšie režimy podľa kombinácie elektrónky výkonového vypínača a vysoko- frekvenčný transformátor. V module stredného a malého výkonu spínaného napájacieho zdroja sa viac používajú obvodové topológie push-pull, jednostranné dopredu, jednokoncové flyback a tak ďalej. Bloková schéma typického dopredného spínaného napájacieho obvodu s jedným koncom je znázornená na obrázku 1. Pozostáva z výkonovej spínacej trubice Q1, vysokofrekvenčného transformátora T, usmerňovacej diódy Dl, voľnobežnej diódy D2, tlmivky výstupného filtra. L a výstupný filtračný kondenzátor C. Pri práci môže riadiaca jednotka PWM vysielať impulzný signál s premenlivou šírkou impulzu na pohon spínacej trubice Q1. Keď je spínacia trubica Q1 zapnutá, jednosmerná energia na vstupnom konci sa prenáša do sekundárnej časti cez vysokofrekvenčný transformátor. Keď je spínacia trubica Q1 vypnutá, vysokofrekvenčný transformátor pre magnetický reset. Vysokofrekvenčný impulz prenášaný cez vysokofrekvenčný transformátor je usmerňovanou diódou usmernený na jednosmerný pulzujúci jednosmerný prúd. Potom, čo je tento pulzujúci jednosmerný prúd odfiltrovaný tlmivkou výstupného filtra a filtračným kondenzátorom, je možné odoslať požadované jednosmerné napätie.
Počas procesu vysokofrekvenčného spínania výkonového spínacieho tranzistora Q1 budú impulzy prúdiace cez výkonový spínací tranzistor a vysokofrekvenčný transformátor generovať komplikované harmonické napätia a harmonické prúdy. Šum generovaný týmito harmonickými napätiami a harmonickými prúdmi sa môže prenášať do terminálu verejného napájania cez vstupné vedenie alebo do záťaže cez výstupné vedenie spínaného zdroja, čím spôsobuje rušenie iných systémov alebo citlivých komponentov. Šumové spektrum týchto zvukov vedených po silovom vedení je znázornené na obrázku 2. Z obrázku je vidieť, že vo frekvenčnom pásme niekoľko sto kHz až 50 MHz, teda frekvenčnom pásme základných a niekoľkých harmonických spínacia frekvencia V rámci rozsahu amplitúda rušivého šumu ďaleko presahuje rozsah špecifikovaný GJBl51A, čo spôsobí, že indikátory elektromagnetickej kompatibility, ako je šum vedenia systému, prekročia normu.
2. Rušivý prúd bežného režimu
Všetky komponenty obvodu modulu spínacieho zdroja pre povrchovú montáž s kovovou štruktúrou obalu sú všetky zmontované na substráte. Aktívne zariadenia, ako sú riadiace čipy PWM, elektrónky vypínača a usmerňovacie diódy, sú všetky komponenty balíka namontované na povrchu. Napätie a prúd vstupu a výstupu sú vysielané vodičmi.
Spodná doska plášťa rúrky je nosičom substrátu z oxidu hlinitého. Predná strana substrátu z oxidu hlinitého je oblasťou zapojenia a oblasťou montáže komponentov. Kovové podložky sú pripevnené. Dielektrická konštanta substrátu z oxidu hlinitého je 8 a hrúbka je zvyčajne v rozsahu 0,5 až 1.0 mm. V montážnej oblasti na prednej strane substrátu z oxidu hlinitého sú komponenty na povrchovú montáž (ako sú riadiace čipy PWM, operačné zosilňovače, referenčné zdroje, spínače MOSFET, usmerňovacie diódy) pripojené ku kabeláži pomocou spájky (ako je vodivé lepidlo, spájka na pretavenie, atď.) podložky v oblasti sú spojené. Aj keď tento spôsob pripojenia tvorí obvodovú slučku, prináša do obvodu aj novú parazitnú kapacitu Cp.
V primárnej slučke bude čip spínača napájania, riadiaci čip PWM, čip operačného zosilňovača, stopy kladných a záporných vstupných vedení napájacieho zdroja atď. generovať parazitnú kapacitu Cp medzi spodnou doskou plášťa a kapacitou parazitná kapacita závisí od hrúbky substrátu. a oblasť, ktorú zaberajú na podlahe. Týmto spôsobom sa v obvode vytvoria rozdelené kapacity Cp1, Cp2, ..., Cp6 atď. medzi týmito komponentmi a ich stopami a spodnou doskou krytu. Tieto rozložené kapacity spôsobia šumové prúdy pod kombinovaným vplyvom dV/dt, dI/dt a spätného zotavovacieho prúdu usmerňovacej diódy. Tieto šumové prúdy majú rovnakú veľkosť a fázu medzi kladným a záporným pólom vstupného elektrického vedenia a medzi kladným a záporným pólom výstupného zaťažovacieho vedenia a nazývajú sa šumové prúdy v bežnom režime. Veľkosť bežného šumového prúdu súvisí s veľkosťou rozloženej kapacity, dV/dt, dI/dt atď.
3. Rušivý prúd primárneho diferenciálneho režimu
Primárny diferenciálny rušivý prúd v primárnej slučke, výkonová spínacia elektrónka Q1, primárne vinutie Lp vysokofrekvenčného transformátora a vstupný filtračný kondenzátor Ci tvoria vstupný obvod jednosmernej konverzie spínaného zdroja. Jednosmerná energia sa prenáša do sekundárnej časti cez vysokofrekvenčný transformátor. Keď sa však vypínač Q1 prepne, základná vlna a harmonické kmity spôsobené vzostupom a poklesom vysokofrekvenčného impulzu sa prenesú na svorku vstupného napájania pozdĺž kondenzátora vstupného filtra Ci a tento šumový prúd sa šíri pozdĺž kladného a záporné svorky vstupného napájacieho vedenia. Nazýva sa rušivý prúd primárneho diferenciálneho režimu IDIFF. Tento interferenčný prúd IDIFF v diferenciálnom režime tečie do spoločnej napájacej svorky cez vstupné napájacie vedenie, najmä keď je vstupný filtračný kondenzátor Ci nedostatočne filtrovaný, rušenie vstupného napájacieho vedenia je veľké a bude rušiť aj ostatné časti. systému cez spoločnú napájaciu svorku. Ukazovatele výkonnosti ostatných častí sa tak znižujú.
