Was sind die wichtigsten leitfähigen Kopplungen von Schaltnetzteilen?
1 Gleichtakt- und Gegentaktrauschpfadmodell
Im Schaltnetzteil entsteht es aufgrund der Koppelkapazität CW zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen des Hochfrequenztransformators, der Streukapazität CK zwischen der Leistungsröhre und dem Strahler, der parasitären Parameter der Leistungsröhre selbst und der gegenseitigen Kopplung zwischen den gedruckten Drähten. Parasitäre Parameter wie Gegeninduktivität, Selbstinduktivität, Gegenkapazität, Selbstkapazität und Impedanz bilden Gleichtaktrauschen- und Gegentaktrauschpfade und bilden dadurch Gleichtakt- und Gegentaktleitungsstörungen. Basierend auf der Analyse der parasitären Parametermodelle des Widerstands, der Induktivität und der Kapazität des Leistungsschaltgeräts, des Transformators und der gedruckten Drähte kann das Rauschstrompfadmodell des Konverters erstellt werden.
2 Hochfrequenzmodell der Hauptkomponenten der Schaltung
Die interne parasitäre Induktivität und Kapazität der Leistungsschalterröhre beeinträchtigen die Hochfrequenzleistung der Schaltung. Diese Kapazitäten führen dazu, dass hochfrequente Störleckströme zum Metallsubstrat fließen. Aus Sicherheitsgründen befindet sich zwischen der Leistungsröhre und dem Kühler eine Streukapazität CK. Der Kühlkörper ist normalerweise mit der Erde verbunden, was einen Pfad für Gleichtaktrauschen bietet.
Wenn der PWM-Wandler arbeitet, wird zusammen mit dem Betrieb des Schaltgeräts entsprechend auch Gleichtaktrauschen erzeugt. Wie in Abbildung 1 gezeigt, ist bei einem Halbbrückenwandler die Drain-Spannung des Schalters Q1 immer U1, und das Source-Potenzial ändert sich mit der Änderung des Schaltzustands zwischen 0 und U1/2; das Source-Potenzial von Q2 ist immer 0, das Drain-Potenzial ändert sich zwischen 0 und U1/2. Um einen guten Kontakt zwischen dem Schaltrohr und dem Kühler aufrechtzuerhalten, wird häufig eine Isolierdichtung oder isolierendes Kieselgel mit guter Wärmeleitfähigkeit zwischen der Unterseite des Schaltrohrs und dem Kühler hinzugefügt. Dies entspricht einem parallelen Kopplungskondensator CK zwischen Punkt A und Erde. Wenn sich der Status der Schaltröhren Q1 und Q2 ändert und dadurch das Potenzial von Punkt A geändert wird, wird auf CK ein Rauschstrom Ick erzeugt, wie in Abbildung 2 gezeigt. Dieser Strom erreicht das Chassis vom Kühler aus, und es besteht eine Kopplungsimpedanz zwischen dem Chassis, der Erde und der Hauptstromleitung, wodurch ein Gleichtaktrauschpfad gebildet wird, wie durch die gepunktete Linie in Abbildung 2 gezeigt. Infolgedessen erzeugt der Gleichtaktrauschstrom einen Spannungsabfall an der Kopplungsimpedanz Z zwischen der Erde und der Hauptstromleitung, wodurch Gleichtaktrauschen gebildet wird.
