با توجه به ویژگی های سوئیچینگ منبع تغذیه سوئیچینگ، به راحتی می توان منبع تغذیه سوئیچینگ را برای ایجاد تداخل سازگاری الکترومغناطیسی بزرگ ایجاد کرد. به عنوان یک مهندس منبع تغذیه، مهندس سازگاری الکترومغناطیسی یا یک مهندس چیدمان PCB، باید دلایل مشکلات سازگاری الکترومغناطیسی را درک کنید و اقدامات را حل کرده باشید، به خصوص مهندسین چیدمان باید بدانند چگونه از گسترش نقاط کثیف جلوگیری کنند. این مقاله عمدتاً نکات اصلی طراحی PCB منبع تغذیه را معرفی می کند.

1. چندین اصل اساسی: هر سیم دارای امپدانس است. جریان همیشه به طور خودکار مسیری را با کمترین امپدانس انتخاب می کند. شدت تابش به جریان، فرکانس و ناحیه حلقه مرتبط است. تداخل حالت معمول به ظرفیت متقابل سیگنال های بزرگ dv/dt به زمین مربوط می شود. اصل کاهش EMI و افزایش توانایی ضد تداخل مشابه است.

2. طرح باید بر اساس منبع تغذیه، آنالوگ، دیجیتال پرسرعت و هر بلوک عملکردی پارتیشن بندی شود.

3. مساحت حلقه di/dt بزرگ را به حداقل برسانید و طول (یا مساحت، عرض خط سیگنال بزرگ dv/dt) را کاهش دهید. افزایش در ناحیه ردیابی باعث افزایش ظرفیت پراکنده می شود. رویکرد کلی این است: عرض ردیابی سعی کنید تا حد امکان بزرگ باشید، اما قسمت اضافی را بردارید) و سعی کنید در یک خط مستقیم راه بروید تا ناحیه پنهان را کاهش دهید تا تشعشعات کاهش یابد.

4. تداخل القایی عمدتاً توسط حلقه di/dt بزرگ (آنتن حلقه) ایجاد می شود و شدت القاء متناسب با اندوکتانس متقابل است، بنابراین کاهش القایی متقابل با این سیگنال ها مهمتر است (راه اصلی کاهش است. ناحیه حلقه و افزایش فاصله)؛ تداخل جنسی عمدتاً توسط سیگنال‌های بزرگ dv/dt ایجاد می‌شود و شدت القاء متناسب با ظرفیت متقابل است. تمام ظرفیت های متقابل با این سیگنال ها کاهش می یابد (راه اصلی کاهش ناحیه کوپلینگ موثر و افزایش فاصله است. ظرفیت متقابل با افزایش فاصله کاهش می یابد. سریعتر) بحرانی تر است.

5. سعی کنید از اصل لغو حلقه برای کاهش بیشتر مساحت حلقه بزرگ di/dt استفاده کنید، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است (شبیه به جفت پیچ خورده
از اصل لغو حلقه برای بهبود توانایی ضد تداخل و افزایش فاصله انتقال استفاده کنید:

شکل 1، لغو حلقه (حلقه آزاد مدار تقویت کننده)

6. کاهش مساحت حلقه نه تنها تابش را کاهش می دهد، بلکه اندوکتانس حلقه را نیز کاهش می دهد و عملکرد مدار را بهتر می کند.

7. کاهش ناحیه حلقه مستلزم طراحی دقیق مسیر بازگشت هر ردیابی است.

8. هنگامی که چندین PCB از طریق کانکتورها متصل می شوند، همچنین لازم است که ناحیه حلقه را به حداقل برسانید، به خصوص برای سیگنال های بزرگ di/dt، سیگنال های فرکانس بالا یا سیگنال های حساس. بهتر است یک سیم سیگنال مربوط به یک سیم زمین باشد و دو سیم تا حد امکان به هم نزدیک باشند. در صورت لزوم می توان از سیم های جفت تابیده برای اتصال استفاده کرد (طول هر سیم جفت تابیده مطابق با مضربی صحیح از نیم طول موج نویز است). اگر کیس کامپیوتر را باز کنید، می بینید که رابط USB بین مادربرد و پنل جلویی با یک جفت پیچ خورده به هم متصل شده است که نشان دهنده اهمیت اتصال جفت تابیده برای ضد تداخل و کاهش تشعشعات است.

9. برای کابل داده، سعی کنید سیم های زمین بیشتری را در کابل مرتب کنید و این سیم های زمین را به طور مساوی در کابل توزیع کنید، که می تواند به طور موثر منطقه حلقه را کاهش دهد.

10. اگرچه برخی از خطوط اتصال بین برد سیگنال های فرکانس پایینی هستند، اما به دلیل اینکه این سیگنال های فرکانس پایین حاوی نویزهای با فرکانس بالا (از طریق رسانش و تشعشع) هستند، در صورت عدم مدیریت صحیح، انتشار این نویزها آسان است.

11. هنگام سیم کشی، ابتدا آثار جریان بزرگ و آثار مستعد تشعشع را در نظر بگیرید.

12. منابع تغذیه سوئیچینگ معمولا دارای 4 حلقه جریان هستند: ورودی، خروجی، سوئیچ، چرخ آزاد، (شکل 2). در میان آنها، حلقه های جریان ورودی و خروجی تقریباً جریان مستقیم هستند، تقریبا هیچ emi تولید نمی شود، اما آنها به راحتی مختل می شوند. حلقه های سوئیچینگ و جریان آزاد دارای di/dt بزرگتر هستند که نیاز به توجه دارد.
شکل 2، حلقه جریان مدار باک

13. مدار درایو دروازه لوله mos (igbt) معمولاً حاوی یک di/dt بزرگ نیز می باشد.

14. مدارهای سیگنال کوچک مانند مدارهای کنترل و آنالوگ را در مدارهای جریان بزرگ، فرکانس بالا و ولتاژ بالا قرار ندهید تا از تداخل جلوگیری شود.

ادامه دارد…..