1 EMI-Störstrom
Es gibt viele Schaltungstopologien von Schaltnetzteilen, die je nach Kombination von Leistungsschaltröhre und Hochspannung in Vollbrücke, Halbbrücke, Gegentakt, Single-Ended-Forward, Single-Ended-Flyback und andere Modi unterteilt werden können. Frequenztransformator. In Schaltnetzteilmodulen mit mittlerer und kleiner Leistung sind die verwendeten Schaltungstopologien eher Gegentakt, Single-Ended-Forward, Single-Ended-Flyback und so weiter. Das Blockdiagramm einer typischen Eintakt-Durchlassschaltnetzteilschaltung ist in Abbildung 1 dargestellt. Es besteht aus einer Leistungsschaltröhre Q1, einem Hochfrequenztransformator T, einer Gleichrichterdiode D1, einer Freilaufdiode D2 und einer Ausgangsfilterinduktivität L und einen Ausgangsfilterkondensator C. Im Betrieb kann die PWM-Steuereinheit ein Impulssignal mit variabler Impulsbreite senden, um die Schaltröhre Q1 anzusteuern. Wenn die Schaltröhre Q1 eingeschaltet wird, wird die Gleichstromenergie am Eingangsende durch den Hochfrequenztransformator zur Sekundärseite übertragen. Wenn die Schaltröhre Q1 ausgeschaltet ist, Hochfrequenztransformator für magnetische Rückstellung. Der durch den Hochfrequenztransformator übertragene Hochfrequenzimpuls wird durch die Gleichrichterdiode in einen in eine Richtung pulsierenden Gleichstrom gleichgerichtet. Nachdem dieser pulsierende Gleichstrom durch die Ausgangsfilterinduktivität und den Filterkondensator gefiltert wurde, kann die erforderliche Gleichspannung gesendet werden.
Während des Hochfrequenzschaltvorgangs des Leistungsschalttransistors Q1 erzeugen die durch den Leistungsschalttransistor und den Hochfrequenztransformator fließenden Impulse komplizierte harmonische Spannungen und harmonische Ströme. Das durch diese harmonischen Spannungen und harmonischen Ströme erzeugte Rauschen kann über die Stromeingangsleitung zum öffentlichen Stromversorgungsanschluss oder über die Ausgangsleitung des Schaltnetzteils zur Last übertragen werden, wodurch Störungen anderer Systeme oder empfindlicher Komponenten verursacht werden. Das Rauschspektrum dieser über die Stromleitung geleiteten Geräusche ist in Abbildung 2 dargestellt. Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass im Frequenzband von mehreren hundert kHz bis 50 MHz, d. h. dem Frequenzband der Grundwelle und mehreren Oberschwingungen die Schaltfrequenz Innerhalb des Bereichs überschreitet die Amplitude des Interferenzrauschens den von GJBl51A festgelegten Bereich bei weitem, was dazu führt, dass die Indikatoren für die elektromagnetische Verträglichkeit, wie z. B. das Leitungsrauschen des Systems, den Standard überschreiten.
2. Gleichtaktstörstrom
Die gesamten Schaltungskomponenten des oberflächenmontierten Schaltnetzteilmoduls mit Metallgehäusestruktur sind alle auf dem Substrat montiert. Aktive Bauelemente wie PWM-Steuerchips, Leistungsschaltröhren und Gleichrichterdioden sind alle oberflächenmontierte Gehäusekomponenten. Die Spannung und der Strom des Ein- und Ausgangs werden über die Leitungen ausgegeben.
Die Bodenplatte des Rohrmantels ist Träger des Aluminiumoxid-Substrats. Die Vorderseite des Aluminiumoxidsubstrats ist der Verdrahtungsbereich und der Montagebereich der Komponenten. Metallgrundplatten sind angebracht. Die Dielektrizitätskonstante des Aluminiumoxidsubstrats beträgt 8, und die Dicke liegt gewöhnlich im Bereich von 0,5 bis 1,0 mm. Im Montagebereich auf der Vorderseite des Aluminiumoxidsubstrats werden oberflächenmontierte Komponenten (wie PWM-Steuerchips, Operationsverstärker, Referenzquellen, MOSFET-Schalter, Gleichrichterdioden) durch Lötmittel (wie Leitkleber, Reflow-Lötmittel, usw.) Pads im Bereich verbunden sind. Obwohl dieses Verbindungsverfahren eine Schaltungsschleife bildet, bringt es auch eine neue parasitäre Kapazität Cp in die Schaltung ein.
In der Primärschleife erzeugen der Leistungsschalterchip, der PWM-Steuerchip, der Operationsverstärkerchip, die Spuren der positiven und negativen Eingangsleitungen der Stromversorgung usw. eine parasitäre Kapazität Cp zwischen der Gehäusebodenplatte und der Kapazität des Die parasitäre Kapazität hängt von der Dicke des Substrats ab. und die Fläche, die sie auf dem Boden einnehmen. Auf diese Weise werden in der Schaltung verteilte Kapazitäten Cp1, Cp2, ..., Cp6 usw. zwischen diesen Komponenten und ihren Leiterbahnen und der Bodenplatte des Gehäuses gebildet. Diese verteilten Kapazitäten verursachen Rauschströme unter dem kombinierten Einfluss von dV/dt, dI/dt und dem Rückstrom der Gleichrichterdiode. Diese Rauschströme sind in Größe und Phase zwischen dem Plus und dem Minus der Eingangsleistungsleitung und zwischen dem Plus und dem Minus der Ausgangslastleitung gleich und werden Gleichtakt-Störströme genannt. Die Größe des Gleichtakt-Störstroms hängt von der Größe der verteilten Kapazität, dV/dt, dI/dt usw. ab.
3. Primärer Gegentakt-Störstrom
Der primäre Gegentakt-Interferenzstrom in der Primärschleife, der Leistungsschaltröhre Q1, der Hochfrequenztransformator-Primärwicklung Lp und dem Eingangsfilterkondensator Ci bilden die Eingangs-DC-Umwandlungsschaltung des Schaltnetzteils. Die Gleichstromenergie wird über den Hochfrequenztransformator auf die Sekundärseite übertragen. Wenn jedoch der Leistungsschalter Q1 schaltet, werden die Grundwelle und Oberschwingungen, die durch den Anstieg und Abfall des Hochfrequenzimpulses verursacht werden, entlang des Eingangsfilterkondensators Ci zum Eingangsstromversorgungsanschluss übertragen, und dieser Rauschstrom breitet sich entlang des Pluspols aus und negative Anschlüsse der Eingangsstromversorgungsleitung. Er wird als primärer Gegentakt-Störstrom IDIFF bezeichnet. Dieser Gegentakt-Interferenzstrom IDIFF fließt durch die Eingangsstromversorgungsleitung zum gemeinsamen Stromversorgungsanschluss, insbesondere wenn der Eingangsfilterkondensator Ci unzureichend gefiltert ist, die Interferenz der Eingangsstromversorgungsleitung groß ist und auch andere Teile stört des Systems über die gemeinsame Stromversorgungsklemme. Dadurch werden die Leistungsindikatoren anderer Teile reduziert.
