Reka bentuk simulasi EMI bagi bekalan kuasa pensuisan
Dengan peningkatan frekuensi pensuisan dan ketumpatan kuasa, persekitaran elektromagnet di dalam bekalan kuasa pensuisan menjadi semakin rumit, dan keserasian elektromagnetnya telah menjadi tumpuan utama dan kesukaran utama dalam reka bentuk bekalan kuasa. Dalam kaedah reka bentuk konvensional, masalah EMC ditangani dengan reka bentuk empirikal, dan masalah EMC hanya boleh dipertimbangkan akhirnya selepas prototaip diwujudkan. Ubat EMC tradisional hanya boleh menambah komponen tambahan, yang boleh menjejaskan lebar jalur gelung kawalan asal, mengakibatkan kes terburuk mereka bentuk semula keseluruhan sistem dan meningkatkan kos reka bentuk. Untuk mengelakkan keadaan ini, adalah perlu untuk mempertimbangkan masalah EMC dalam proses reka bentuk, menganalisis dan meramalkan EMI bagi menukar bekalan kuasa dengan ketepatan tertentu, dan menambah baik reka bentuk mengikut mekanisme gangguan dan pengedarannya dalam setiap jalur frekuensi kepada mengurangkan tahap EMI, sekali gus mengurangkan kos reka bentuk.
2 pensuisan bekalan kuasa ciri-ciri dan klasifikasi EMI
Untuk meramalkan gangguan elektromagnet yang dijalankan bagi bekalan kuasa pensuisan, adalah perlu untuk menjelaskan mekanisme penjanaannya dan ciri-ciri sumber bunyi dengan jelas. Oleh kerana tindakan pensuisan berkelajuan tinggi tiub suis kuasa, kadar perubahan voltan dan arusnya sangat tinggi, dan kelebihan yang semakin meningkat dan kelebihan yang menurun mengandungi harmonik yang lebih tinggi, jadi keamatan gangguan elektromagnet adalah besar; Gangguan elektromagnet bagi pensuisan bekalan kuasa terutamanya tertumpu di sekitar diod, peranti pensuisan kuasa, radiator dan pengubah frekuensi tinggi yang disambungkan dengannya; Oleh kerana kekerapan pensuisan tiub pensuisan berjulat dari puluhan kHz hingga beberapa MHz, bentuk gangguan bekalan kuasa pensuisan kebanyakannya dijalankan gangguan dan gangguan dekat medan. Antaranya, gangguan yang dijalankan akan disuntik ke dalam grid kuasa melalui laluan perambatan hingar dan mengganggu peranti lain yang disambungkan ke grid kuasa.
Gangguan yang dijalankan bagi bekalan kuasa pensuisan boleh dibahagikan kepada dua kategori.
1) Gangguan Mod Berbeza (DM). Kebisingan DM disebabkan terutamanya oleh di/dt. Melalui kearuhan dan rintangan parasit, ia merambat dalam gelung antara wayar hidup dan wayar neutral, menghasilkan Idm arus antara dua wayar, yang tidak membentuk gelung dengan wayar tanah.
2) gangguan mod biasa (CM). Kebisingan CM disebabkan terutamanya oleh dv/dt. Kapasiti sesat PCB merambat dalam gelung antara dua talian kuasa dan tanah, dan gangguan menceroboh antara talian dan tanah. Arus gangguan mengalir separuh pada setiap dua baris, dengan tanah sebagai gelung sepunya. Dalam litar sebenar, disebabkan oleh galangan talian yang tidak seimbang, gangguan isyarat mod biasa akan diubah menjadi gangguan crosstalk yang tidak mudah dihapuskan.
Analisis simulasi EMI dalam pensuisan bekalan kuasa
Secara teorinya, sama ada simulasi domain masa atau simulasi domain frekuensi, selagi model analisis yang munasabah diwujudkan, keputusan simulasi boleh mencerminkan tahap pengkuantitian EMI sistem dengan betul.
Kaedah simulasi domain masa perlu mewujudkan model litar termasuk semua parameter komponen dalam penukar, menggunakan perisian PSPICE atau Sabre untuk analisis simulasi, dan menggunakan alat analisis Fourier pantas untuk mendapatkan bentuk gelombang spektrum EMI. Kaedah ini telah disahkan dalam analisis bising DM. Walau bagaimanapun, ciri-ciri tak linear dan parameter sesat peranti semikonduktor seperti MOSFET dan IGBT dalam bekalan kuasa pensuisan menjadikan model ini sangat rumit, dan topologi litar bekalan kuasa pensuisan berubah secara berterusan apabila ia berfungsi, yang membawa kepada masalah ketidakkonvergenan dalam simulasi. Apabila mengkaji bunyi CM, semua parameter unsur parasit mesti disertakan. Disebabkan oleh pengaruh parameter parasit, keputusan FFT sukar dipadankan dengan keputusan eksperimen. Penukar kuasa pensuisan biasanya berfungsi dalam julat besar pemalar masa, terutamanya termasuk tiga kumpulan pemalar masa: pemalar masa yang berkaitan dengan frekuensi asas terminal keluaran (berpuluh-puluh ms); Pemalar masa (berpuluh-puluh μ s) berkaitan dengan kekerapan pensuisan elemen pensuisan; Pemalar masa (beberapa ns) berkaitan dengan masa meningkat dan masa menurun apabila elemen pensuisan dihidupkan atau dimatikan.
Atas sebab ini, dalam simulasi domain masa, langkah pengiraan yang sangat kecil mesti digunakan, dan ia mengambil masa yang lama untuk menyelesaikan pengiraan; Di samping itu, keputusan yang diperolehi melalui kaedah domain masa selalunya tidak dapat menganalisis dengan jelas pengaruh pelbagai pembolehubah dalam litar pada gangguan, tidak dapat menjelaskan secara mendalam tingkah laku EMI bekalan kuasa pensuisan, dan kekurangan pertimbangan mekanisme EMI, dan tidak dapat memberi penyelesaian yang jelas untuk mengurangkan EMI.
