మీ కన్వర్టర్ బెంచ్‌పై బాగా పనిచేస్తుంది. ఆ తర్వాత అది EMC ల్యాబ్‌కు చేరాక, స్కాన్ విఫలమవుతుంది. లేదా అంతకంటే దారుణంగా, అది షిప్ అయిపోయి సమీపంలోని వైర్‌లెస్ లింక్‌ను అడ్డుకుంటుంది.
విద్యుదయస్కాంత జోక్యాన్ని మీరు చివరి ఎంపికగా పరిగణించలేరు. ఏసీ-డీసీ మార్పిడిలో, EMI నిరోధం ఒకేసారి మూడు విషయాలను కాపాడుతుంది: నియంత్రణ సమ్మతి, ఉత్పత్తి భద్రత, మరియు దీర్ఘకాలిక సిస్టమ్ విశ్వసనీయత. విద్యుదయస్కాంత అనుకూలత వైఫల్యాలు కూడా ఆలస్యంగానే బయటపడతాయి, ఆ సమయంలోనే పునఃరూపకల్పనకు అత్యధిక ఖర్చు అవుతుంది.
భౌతికశాస్త్రంతో ప్రారంభించండి. శబ్ద మూలాన్ని కనుగొనండి, అనుసంధాన మార్గాన్ని గుర్తించండి, ఆపై ఫిల్టర్‌ను ఎంచుకోండి. ఈ గైడ్, ప్రతిరోజూ బోర్డ్-స్థాయి డిజైన్‌ను తయారీలోని లాభనష్టాలతో సమతుల్యం చేసే హార్డ్‌వేర్ ఇంజనీర్లు మరియు ఉత్పత్తి బృందాల కోసం ఉద్దేశించబడింది.
కీ టేకావేస్
మొదట శబ్ద మూలాన్ని మరియు అనుసంధాన మార్గాన్ని కనుగొనండి. ఆ తర్వాత సరైన ఫిల్టర్‌ను ఎంచుకోండి.
డిఫరెన్షియల్ మోడ్ నాయిస్‌కు LC ఫిల్టర్ అవసరం. కామన్ మోడ్ నాయిస్‌కు చోక్ మరియు Y కెపాసిటర్ అవసరం.
కనెక్టర్ వద్ద ఇన్‌పుట్ ఫిల్టర్లను ఉంచండి. Y కెపాసిటర్ రిటర్న్‌ను ఛాసిస్‌కు షార్ట్‌గా ఉంచండి.
రింగింగ్‌ను నివారించడానికి మరియు ఇన్‌పుట్‌ను స్థిరంగా ఉంచడానికి ప్రతి LC స్టేజ్‌ను డ్యాంప్ చేయండి.
ల్యాబ్‌కు చేరకముందే ఉద్గారాలను పట్టుకోవడానికి, బెంచ్ ప్రీ-కంప్లయన్స్ పరీక్షలను ముందుగానే నిర్వహించండి.
AC-DC మార్పిడిలో శబ్ద మూలాలు
స్విచ్చింగ్ సామర్థ్య ట్రేడ్-ఆఫ్
ప్రతి ఏసీ-డీసీ మార్పిడి దశ సామర్థ్యానికి, శబ్దానికి మధ్య ఒక రాజీని కుదుర్చుకుంటుంది. ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను చిన్నదిగా చేయడానికి, కోర్ నష్టాలను తగ్గించడానికి స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచుతారు. కానీ అదే వేగవంతమైన ఎడ్జ్, తీవ్రమైన వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ మార్పులను సృష్టిస్తుంది. వేగవంతమైన ఎడ్జ్‌లంటే అధిక dv/dt మరియు di/dt అని అర్థం, మరియు ఆ మార్పులు కండక్టెడ్ మరియు రేడియేటెడ్ ఎమిషన్స్ రెండింటికీ ఆజ్యం పోస్తాయి.
ఇక్కడ మీరు ఒక నిజమైన సందిగ్ధతను ఎదుర్కొంటారు. అధిక స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ, స్విచ్-మోడ్ పవర్ సప్లైలలో పవర్ డెన్సిటీని మెరుగుపరుస్తుంది, అయినప్పటికీ అది హార్మోనిక్ శక్తిని మీ ఫిల్టర్ తక్కువ సమర్థవంతంగా పనిచేసే ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లలోకి నెడుతుంది. నెమ్మదైన అంచులు EMI స్పెక్ట్రమ్‌ను మృదువుగా చేస్తాయి, కానీ అవి స్విచ్‌లో ఎక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తాయి. మీరు దీనిని ఒక స్థిరమైన సెట్టింగ్‌గా కాకుండా, ఒక డిజైన్ వేరియబుల్‌గా పరిగణించాలి . స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు గేట్ డ్రైవ్‌ను కలిపి ఎంచుకుని, ఆ తర్వాత వచ్చే స్పెక్ట్రమ్‌ను ముందుగానే తనిఖీ చేయండి.
ఫోరియర్ విశ్లేషణతో శబ్దాన్ని చదవడం
స్విచ్చింగ్ వేవ్‌ఫార్మ్ అనేది ఒక ఆవర్తన పల్స్ శ్రేణి. ఫోరియర్ విశ్లేషణ ఆ శ్రేణిని ఒక ఫండమెంటల్ మరియు దాని హార్మోనిక్స్‌గా విభజిస్తుంది. హార్మోనిక్ ఆంప్లిట్యూడ్‌లు ఫ్రీక్వెన్సీతో పాటు తగ్గుతాయి, మరియు ఎన్వలప్ స్లోప్ రైజ్ మరియు ఫాల్ టైమ్స్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. మీరు బోర్డును నిర్మించడానికి ముందే అత్యంత తీవ్రమైన ఉద్గారాలు ఎక్కడ పడతాయో అంచనా వేయడానికి దీనిని ఉపయోగించవచ్చు.
స్పెక్ట్రమ్‌లోని నాచ్ ఫ్రీక్వెన్సీలు పల్స్-కోడెడ్ సిగ్నల్ యొక్క ఫోరియర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మ్ నుండి వస్తాయి. ఒక అధ్యయనం పూర్తి కన్వర్టర్‌కు కాకుండా, కేవలం పల్స్ ట్రైన్‌కు మాత్రమే ఈ నాచ్ సమీకరణాలను రూపొందించింది. సిమ్యులేటెడ్ మరియు కొలవబడిన నాచ్ ఫ్రీక్వెన్సీలు ఉత్పాదించబడిన సమీకరణాలతో దగ్గరగా సరిపోయాయి, మరియు రచయితలు పూర్తి-కన్వర్టర్ ఉత్పాదనను భవిష్యత్ పని కోసం వదిలివేశారు.
నాచ్ ఫ్రీక్వెన్సీల సైద్ధాంతిక ఉత్పాదనను ఇక్కడ ప్రదర్శించారు, దీనిలో ఉత్పాదించబడిన సమీకరణాలు పూర్తి కన్వర్టర్ వ్యవస్థకు కాకుండా పల్స్-కోడెడ్ సిగ్నల్స్ యొక్క ఫోరియర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మ్‌కు అనుగుణంగా ఉంటాయి. సిమ్యులేటెడ్ మరియు ప్రయోగాత్మక నాచ్ ఫ్రీక్వెన్సీలు ఉత్పాదించబడిన సైద్ధాంతిక సమీకరణాలతో దగ్గరగా సరిపోలుతున్నాయి, అయితే పూర్తి కన్వర్టర్ కోసం ఉత్పాదనను భవిష్యత్ పరిశోధనకు వాయిదా వేయబడింది.
ఈ ఫలితాన్ని జాగ్రత్తగా ఉపయోగించండి. పల్స్-ట్రెయిన్ మోడల్, ఏసీ/డీసీ కన్వర్టర్లలో శబ్దాన్ని తగ్గించే ప్రణాళిక కోసం మీకు ఒక ఉపయోగకరమైన ప్రాథమిక అంచనాను అందిస్తుంది. ఇది స్విచ్డ్-మోడ్ పవర్ సప్లైలలోని ప్రతి రెసొనెన్స్‌ను గుర్తించదు, కాబట్టి ఈ అంచనాను బెంచ్‌పై ధృవీకరించుకోండి.
EMI కోసం ప్రధాన కప్లింగ్ మెకానిజమ్స్
నాయిస్ ఒక సమస్యగా మారడానికి దానికి ఒక మార్గం కావాలి. మీరు EMI కోసం ప్రధాన కప్లింగ్ మెకానిజమ్‌లను రెండు కుటుంబాలుగా విభజించవచ్చు. ప్రతి కుటుంబం దాని స్వంత పద్ధతిలో పనిచేస్తుంది, మరియు ప్రతిదానికి వేరే పరిష్కారం అవసరం.
వాహక మరియు వికిరణ మార్గాలు
వాహక సంధానానికి ప్రత్యక్ష స్పర్శ అవసరం. జనకం మరియు గ్రహీత ఒకే తీగ, కేబుల్, PCB ట్రేస్ లేదా లోహపు ఆవరణను పంచుకుంటాయి. అప్పుడు శబ్దం ఆ వాహకం వెంబడి కామన్-మోడ్ లేదా డిఫరెన్షియల్-మోడ్ కరెంట్‌గా ప్రయాణిస్తుంది. వికిరణ సంధానం మరో విధంగా పనిచేస్తుంది. జనకం మరియు గ్రహీత రేడియో యాంటెనాల వలె పనిచేస్తాయి. జనకం ఒక విద్యుదయస్కాంత తరంగాన్ని ఖాళీ ప్రదేశం గుండా పంపుతుంది, మరియు గ్రహీత దానిని అందుకుంటుంది.
కప్లింగ్ మార్గం | మెకానిజమ్ | ముఖ్య లక్షణాలు |
|---|---|---|
కండక్టివ్ | మూలం మరియు గ్రహీత మధ్య ప్రత్యక్ష సంపర్క మార్గం | ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్, వైర్, కేబుల్, PCB ట్రేస్ లేదా మెటల్ ఎన్‌క్లోజర్ ద్వారా ఏర్పడుతుంది; కండక్టర్లపై నాయిస్ కామన్-మోడ్ లేదా డిఫరెన్షియల్-మోడ్‌గా కనిపిస్తుంది |
వికిరణం | సోర్స్ మరియు రిసెప్టర్ రేడియో యాంటెనాలుగా పనిచేస్తాయి | మూలం ఒక విద్యుదయస్కాంత తరంగాన్ని విడుదల చేస్తుంది, అది ఖాళీ ప్రదేశంలో ప్రసరించి బాధితుడిచే గ్రహించబడుతుంది. |
కెపాసిటివ్ మరియు మాగ్నెటిక్ ఇండక్టివ్ కప్లింగ్ కూడా ఉంటుంది. కండక్టివ్ మరియు రేడియేటెడ్ మార్గాలతో పోలిస్తే దీనిని అరుదైనదిగా పరిగణించండి. విఫలమవుతున్న బోర్డును డీబగ్ చేసేటప్పుడు, రేడియేషన్, కండక్షన్, లేదా ఇండక్టివ్ లేదా కెపాసిటివ్ కప్లింగ్‌లను ఆ క్రమంలో తనిఖీ చేయండి. మొదటి రెండే చాలా వైఫల్యాలను వివరిస్తాయి.
లేఅవుట్ ఆకారాల కలయిక ఎందుకు
ప్రతి EMI కప్లింగ్ మెకానిజం ఎంత బలంగా మారుతుందో లేఅవుట్ నిర్ణయిస్తుంది. దీన్ని చూపించడానికి ఒక టెక్నికల్ సెమినార్‌లో, నిజంగా కొలిచిన ఒక DC/DC కన్వర్టర్‌ను ఉపయోగించారు. వేర్వేరు PCB లేఅవుట్‌లు కన్వర్టర్ యొక్క EMI సిగ్నేచర్‌ను నేరుగా మార్చాయి. పాసివ్ కాంపోనెంట్‌ల అమరిక మరియు ఎంపిక కూడా EMC పనితీరును మార్చాయి. అదే సెమినార్, 150 kHz నుండి 1 GHz వరకు ఉన్న CISPR32 క్లాస్ B పరిమితులను చేరుకోవడానికి ఫిల్టర్ వ్యూహాలను కూడా ప్రదర్శించింది. ఆ పరిధి, ఫిల్టరింగ్‌తో పాటు లేఅవుట్-ఆధారిత కప్లింగ్‌ను కూడా నిర్వహించాల్సి ఉంటుందని చూపిస్తుంది.
ఫిల్టర్ లోపల భాగాల సామీప్యత ముఖ్యం:
PFC మరియు CM చోక్‌ల మధ్య అయస్కాంత సమీప-క్షేత్ర సంధానం EMI ఫిల్టర్ చొప్పించే నష్టాన్ని క్షీణింపజేయగలదు.
లేఅవుట్, షీల్డింగ్ మరియు CM చోక్ డిజైన్ ఆ అయస్కాంత సమీప-క్షేత్ర కప్లింగ్‌ను తగ్గించి, శబ్దాన్ని అణిచివేస్తాయి.
రెండు షంట్ కెపాసిటర్ల మధ్య కప్లింగ్ ఫిల్టర్ ప్రవర్తనను మారుస్తుంది; నెగటివ్ మ్యూచువల్ కప్లింగ్ కెపాసిటర్ ESLను ఆఫ్‌సెట్ చేయగలదు.
CLC ఫిల్టర్‌లో, కెపాసిటర్ల మధ్య ఉండే పరాన్న ప్రేరక మరియు కెపాసిటివ్ కప్లింగ్‌ను సమతుల్యం చేయడం పనితీరును గరిష్ఠం చేస్తుంది.
రెండు-దశల ఫిల్టర్‌లో, శ్రేణి ఇండక్టర్ ఇంటిగ్రేషన్ పద్ధతి తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ DM పనితీరును మెరుగుపరచడానికి నియర్-ఫీల్డ్ కప్లింగ్‌ను ఉపయోగించుకుంటుంది.
ఏదైనా ఫిల్టర్ భాగాన్ని జోడించక ముందే మంచి లేఅవుట్ ఉద్గారాలను తగ్గిస్తుంది. ముందుగా జ్యామితిని సరిచేయండి, ఆ తర్వాత ఫిల్టర్‌ను ట్యూన్ చేయండి.
డిఫరెన్షియల్ మోడ్ వర్సెస్ కామన్ మోడ్ నాయిస్
DM మరియు CM నాయిస్‌ను నిర్వచించడం
శబ్దాన్ని ఏ మోడ్ మోసుకెళ్తుందో మీకు తెలిసే వరకు దాన్ని సరిచేయలేరు. ఆ రెండు మోడ్‌లు వాటి దిశ, మార్గం మరియు నివారణలో విభిన్నంగా ఉంటాయి.
కామన్ మోడ్ అంటే ఒక జత లైన్లలో సంకేతాలు లేదా శబ్దం ఒకే దిశలో ప్రవహించడం; డిఫరెన్షియల్ (సాధారణ) మోడ్ అంటే ఒక జత లైన్లలో సంకేతాలు లేదా శబ్దం వ్యతిరేక దిశలలో ప్రవహించడం.
డిఫరెన్షియల్ మోడ్ నాయిస్ ఒక కండక్టర్ ద్వారా బయటకు వెళ్లి, దాని రిటర్న్ పాత్ ద్వారా తిరిగి వస్తుంది. కామన్ మోడ్ నాయిస్ రెండు లైన్లలోనూ ఒకే విధంగా ప్రవహించి, గ్రౌండ్ లేదా ఛాసిస్ ద్వారా తిరిగి వస్తుంది. ఆ వ్యత్యాసమే మీరు ఏ ఫిల్టర్‌ను ఎంచుకోవాలో నిర్ణయిస్తుంది.
కారక | డిఫరెన్షియల్ మోడ్ నాయిస్ | సాధారణ మోడ్ శబ్దం |
|---|---|---|
నిర్వచనం | రెండు వాహకాల ద్వారా శబ్దం పంపబడుతుంది, ఒకటి బయటకు వెళ్లే మార్గం మరియు మరొకటి తిరిగి వచ్చే మార్గం | అవుట్‌బౌండ్/రిటర్న్ మార్గాలతో సంబంధం లేకుండా ప్రవేశించి, రెండు కండక్టర్ల గుండా ఒకే విధంగా ప్రవహించే నాయిస్ కరెంట్ |
ప్రస్తుత దిశ | వ్యతిరేక దిశలు (ప్రవాహాలు ఒకదానికొకటి రద్దు చేసుకుంటాయి); దీనిని సాధారణ మోడ్ అని కూడా అంటారు. | రెండు వాహకాల ద్వారా ఒకే దిశ |
ప్రోపగేషన్ | పవర్/సిగ్నల్ లైన్ జతలోనే ఉంటుంది | తక్కువ వోల్టేజ్ స్థాయిలలో అయినప్పటికీ, విస్తృత ప్రాంతంలో వ్యాపిస్తుంది |
సాధారణ మూలం | విద్యుత్ సరఫరా మరియు సిగ్నల్ కరెంట్లు | లోహపు కేసింగ్ లేదా నేల గుండా ఇతర పరికరాల్లోకి ప్రసరించే శబ్దం |
అణచివేత | LC ఫిల్టర్ల ద్వారా కత్తిరించబడింది (ఇండక్టర్ + కెపాసిటర్) | LC ఫిల్టర్లు పనిచేయవు; ఇన్‌పుట్ విభాగంలో ఒక కామన్ మోడ్ ఫిల్టర్ మరియు ఒక కెపాసిటర్ అవసరం. |
కేవలం LC ఫిల్టర్ మాత్రమే కామన్ మోడ్ EMIని ఆపదు . మీకు కామన్ మోడ్ చోక్‌తో పాటు ఇన్‌పుట్ వద్ద ఒక కెపాసిటర్ కూడా అవసరం.
LISNతో శబ్దాన్ని కొలవడం
ఒక లైన్ ఇంపీడెన్స్ స్టెబిలైజేషన్ నెట్‌వర్క్, ఏసీ/డీసీ కన్వర్టర్ నాయిస్ కొలతల కోసం మీకు ఒక స్థిరమైన రిఫరెన్స్‌ను అందిస్తుంది. ఇది కన్వర్టర్‌కు ఒక సెట్ ఇంపీడెన్స్‌ను చూపిస్తుంది మరియు మెయిన్స్‌ను వేరు చేస్తుంది. ఈ నెట్‌వర్క్ రెండు వోల్టేజ్‌లను అవుట్‌పుట్ చేస్తుంది, ఒకటి ఫేజ్ లైన్‌పై (Vp) మరియు మరొకటి న్యూట్రల్ లైన్‌పై (Vn). ఇవి మోడ్ కరెంట్‌లకు Vp = 50(ICM + IDM) మరియు Vn = 50(ICM − IDM) అనే సూత్రాల ద్వారా సంబంధం కలిగి ఉంటాయి, ఇక్కడ 50 ఓమ్స్‌లో ఉంటుంది. ఈ రెండు అవుట్‌పుట్‌లను కలిపినప్పుడు, డిఫరెన్షియల్ టర్మ్ రద్దు అయి, కామన్ మోడ్ వోల్టేజ్‌కు రెట్టింపు మిగులుతుంది. వాటిని తీసివేసినప్పుడు కూడా, కామన్ మోడ్ టర్మ్ రద్దు అయి, డిఫరెన్షియల్ మోడ్ వోల్టేజ్‌కు రెట్టింపు మిగులుతుంది. కొలతకు ముందు ఇలా చేయండి, ఎందుకంటే ఎనలైజర్ ఫేజ్ సమాచారాన్ని కోల్పోతుంది.
ఆచరణాత్మక క్రమం సహాయపడుతుంది:
LISN రెండు మోడ్‌ల మొత్తాన్ని కొలుస్తుందని, వాటిని విడివిడిగా కొలవలేదని గుర్తుంచుకోండి.
కామన్ మోడ్ కరెంట్‌ను చదవడానికి, లైన్ మరియు న్యూట్రల్ చుట్టూ ఒక RF కరెంట్ ప్రోబ్‌ను కలిపి బిగించండి.
డిఫరెన్షియల్ మోడ్ కరెంట్‌ను చదవడానికి రెండు వైర్లను ప్రోబ్ గుండా వ్యతిరేక దిశలలో పంపండి; రీడింగ్ 6 dB ఎక్కువగా ఉంది.
ప్రోబ్ యొక్క గరిష్ట కరెంట్ రేటింగ్ కంటే తక్కువగా ఉండండి.
ఏ మోడ్ ఆధిపత్యం వహిస్తుందో చూడటానికి రెండు రీడింగ్‌లను పోల్చండి , ఆపై ఫిల్టర్ పరిమాణాన్ని నిర్ణయించండి.
DM ఇండక్టెన్స్ లేదా X-కెపాసిటర్లను జోడించాలో లేదో ఈ దశ మీకు తెలియజేస్తుంది. అలాగే, కండక్టెడ్ ఎమిషన్స్ కామన్ మోడ్ మార్గం నుండి వచ్చినప్పుడు కూడా ఇది చూపిస్తుంది.
DC/DC ఇన్‌పుట్‌ల కోసం EMI ఫిల్టర్లను ఎంచుకోవడం
మీరు DC/DC ఇన్‌పుట్ కోసం EMI ఫిల్టర్లను ఎంచుకునేటప్పుడు, మొదట మీకు ఏ కార్నర్ ఫ్రీక్వెన్సీ అవసరమో అడగండి. LC కార్నర్‌ను స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీలో సుమారు పదో వంతుకు సెట్ చేయండి. అప్పుడు 1 MHz కన్వర్టర్‌కు 100 kHz కార్నర్ అవసరం. ఆ అంతరంతో, ఒక ఆదర్శవంతమైన సెకండ్-ఆర్డర్ లో-పాస్ EMI ఫిల్టర్ ఫండమెంటల్ వద్ద సుమారు 40 dB అటెన్యుయేషన్‌ను ఇస్తుంది. నిజమైన బోర్డులు దీనికంటే తక్కువ, తరచుగా 30 dB వరకు ఇస్తాయి, ఎందుకంటే కెపాసిటర్ ESL మరియు ట్రేస్ ఇండక్టెన్స్ కర్వ్‌ను చదును చేస్తాయి.
పరామితి | టార్గెట్ | ఆచరణాత్మక గమనిక |
|---|---|---|
కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ | స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీలో సుమారు 1/10 | ఫండమెంటల్ వద్ద దాదాపు 40 dB ఆదర్శవంతమైన అటెన్యుయేషన్ |
క్షీణత వాలు | 40 dB/దశాబ్దం ఆదర్శం | పరాన్నజీవులు వాస్తవ వాలును తగ్గిస్తాయి |
ఇండక్టర్ విలువ | 0.47 µH నుండి 22 µH వరకు | తక్కువ ఇండక్టెన్స్ DCR మరియు పరిమాణాన్ని తగ్గిస్తుంది |
1 µF నుండి 100 µF వరకు | వోల్టేజ్ రేటింగ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత మార్పును తనిఖీ చేయండి | |
డ్యాంపింగ్ Q | కు 0.5 0.8 | ఇన్‌పుట్ కెపాసిటర్‌కు 3–4 రెట్లు ఉండే ఒక డంపింగ్ కెపాసిటర్‌ను జోడించండి |
LC ఫిల్టర్ ప్రాథమిక అంశాలు మరియు వోల్టేజ్ డ్రాప్
ఒకే LC లో-పాస్ స్టేజ్ అత్యంత సరళమైన ఎంపిక. π-ఫిల్టర్ లేదా బహుళ-దశల నెట్‌వర్క్ మరింత కఠినమైన పరిమితులకు లేదా ఎక్కువగా ఊగిసలాడే సోర్స్ ఇంపిడెన్స్‌కు సరిపోతుంది. ఎక్కువ కెపాసిటర్ స్టేజ్‌లు అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ అటెన్యుయేషన్‌ను మెరుగుపరుస్తాయి, కానీ అవి ఇన్‌రష్ కరెంట్‌ను పెంచి, డంపింగ్‌ను మారుస్తాయి. ప్రతి స్టేజ్‌ను జోడించిన తర్వాత స్థిరత్వాన్ని మళ్లీ తనిఖీ చేయండి.
ఇండక్టర్ అంతటా DC వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను గమనించండి. DCR హెడ్‌రూమ్‌ను తగ్గిస్తుంది, మరియు పీక్ కరెంట్ కోసం రేట్ చేయబడిన భాగం కూడా హాట్-ప్లగ్ ఈవెంట్ సమయంలో శాచురేట్ కావచ్చు. ఇండక్టర్‌ను సగటు కరెంట్ కోసం కాకుండా, పీక్ కరెంట్ కోసం సైజ్ చేయండి. హై di/dt లూప్‌ను చిన్నదిగా ఉంచండి: ఇండక్టర్‌ను కన్వర్టర్ ఇన్‌పుట్ పిన్‌లకు దగ్గరగా ఉంచి, కరెంట్‌ను ఒక ఇరుకైన మార్గంలో తిరిగి పంపండి.
స్థిరత్వం మరియు CM తగ్గింపు కోసం డంపింగ్
డ్యాంప్ చేయని ఫిల్టర్ రింగ్ అవుతుంది. కంట్రోల్-లూప్ బ్యాండ్‌విడ్త్ అంతటా ఫిల్టర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ ఇంపిడెన్స్ తప్పనిసరిగా కన్వర్టర్ ఇన్‌పుట్ ఇంపిడెన్స్ కంటే చాలా తక్కువగా ఉండాలి. ఇది మిడిల్‌బ్రూక్ యొక్క ప్రమాణం, మరియు దీనిని విస్మరించడం వల్ల తీవ్రమైన వోల్టేజ్ తగ్గుదలలు, సుదీర్ఘ ఓవర్‌షూట్‌లు మరియు ఇన్‌పుట్ ఆసిలేషన్ ఏర్పడతాయి. మీరు సోల్డరింగ్ ఐరన్‌ను ముట్టుకోవడానికి ముందే ఈ నియమంతో EMI ఫిల్టర్లను తనిఖీ చేసి ఎంచుకోవచ్చు .
అనేక డ్యాంపింగ్ ఎంపికలు ఉన్నాయి:
అధిక-నష్ట అయస్కాంత పదార్థాలు (మైక్రోమెటల్స్ మిక్స్-41, 44, మరియు 73) ప్రాథమిక కరెంట్‌ను ప్రసరింపజేస్తూనే ఫిల్టర్ ప్రతిధ్వనులను తగ్గిస్తాయి.
డాంపర్ సర్క్యూట్లు కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద గరిష్ట స్థాయిని 2–3 dB కంటే తక్కువగా ఉంచుతాయి, ఇది MIL-STD-461F/G CS101 వంటి పరీక్షలలో నాయిస్ విస్తరణను నిరోధిస్తుంది.
ఫిల్టర్ కెపాసిటర్లలోని RC స్నబ్బర్లు మరియు రెసిస్టివ్ డంపింగ్ ప్రతిస్పందనను స్థిరపరుస్తాయి.
పాసివ్ భాగాలు బోర్డుపై ఎక్కువ స్థలాన్ని ఆక్రమించినప్పుడు, యాక్టివ్ డంపింగ్ అనేది మరో ఎంపిక.
డ్యాంపింగ్‌ను తనిఖీ చేయడానికి, కేవలం టైమ్-డొమైన్ టెస్టింగ్ మాత్రమే కాకుండా, ఫ్రీక్వెన్సీ రెస్పాన్స్ విశ్లేషణను ఉపయోగించండి. ఒక రాజీని గమనించాలి: ఫీడ్‌బ్యాక్ లూప్ గెయిన్‌ను పెంచడం వల్ల నాయిస్ తగ్గింపు మరియు EMI ఫిల్టరింగ్ మెరుగుపడుతుంది, కానీ మీరు సరిగ్గా కాంపెన్సేట్ చేయకపోతే అది ఫేజ్ మార్జిన్‌ను తగ్గించగలదు. కామన్ మోడ్ కోసం, ఇన్‌పుట్ వద్ద ఒక చోక్ మరియు ఒక Y కెపాసిటర్‌ను జోడించండి; కేవలం ఒక LC స్టేజ్ మాత్రమే దానిని ఆపదు. ఈ రకమైన EMI ఫిల్టర్లు కలిసి పనిచేస్తాయి, మరియు సరైన మిశ్రమం ఉద్గారాలను పరిమితిలో ఉంచుతుంది.
తక్కువ EMI కోసం AC/DC ఫ్రంట్-ఎండ్ డిజైన్
సరిదిద్దడం, బల్క్ కెపాసిటర్లు మరియు ఇన్‌రష్ పరిమితి
ఫ్రంట్ ఎండ్ దాని తర్వాత వచ్చే ప్రతిదానికీ శబ్ద స్థాయిని నిర్దేశిస్తుంది. బల్క్ కెపాసిటర్‌తో ప్రారంభించండి . మీరు పవర్ ఆన్ చేసినప్పుడు, చార్జ్ లేని ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్ ఒక DC షార్ట్ లాగా పనిచేస్తుంది. ఆ షార్ట్ ఒక పెద్ద ఇన్‌రష్ కరెంట్‌ను లాగుతుంది, మరియు ఆ సర్జ్ రెక్టిఫైయర్‌లు, ఫ్యూజ్‌లు, కనెక్టర్‌లు మరియు కెపాసిటర్‌పైనే ఒత్తిడిని కలిగిస్తుంది. కేవలం మొదటి ప్లగ్-ఇన్‌కు మాత్రమే కాకుండా, నిల్వ ఉన్న శక్తిని బట్టి మరియు అది ఎంత తరచుగా పునరావృతమవుతుందో దాన్ని బట్టి మీ ఇన్‌రష్ లిమిటర్‌ను సైజ్ చేయండి.
రిపుల్ కంటే కెపాసిటర్ ESR ఎక్కువగా మారుతుంది. చాలా తక్కువ ESR రెక్టిఫైయర్ పీక్ కరెంట్లను పెంచగలదు, కాబట్టి కేవలం కెపాసిటర్‌ను మాత్రమే నమ్మకుండా, పార్ట్ ఎంపికను లేఅవుట్ మరియు ఒక చిన్న సిరీస్ రెసిస్టెన్స్‌తో సమతుల్యం చేసుకోండి. మీరు ఒక పార్ట్‌ను మార్చినప్పుడు, ఫ్రీక్వెన్సీకి అనుగుణంగా ESRను మరియు రిపుల్ డీరేటింగ్‌ను తనిఖీ చేయండి. కేవలం కెపాసిటెన్స్ మరియు వోల్టేజ్ మాత్రమే కాకుండా, రిపుల్ కరెంట్ రేటింగ్ మరియు ESR ఆ పార్ట్ మన్నికను నిర్ణయిస్తాయి.
పరామితి / ఎంపిక | రిపుల్‌పై ప్రభావం | ఇన్‌రష్ / రెక్టిఫైయర్ ఒత్తిడిపై ప్రభావం | డిజైన్ నోట్ |
|---|---|---|---|
కెపాసిటర్ ESR (చాలా తక్కువ) | అవుట్‌పుట్ రిపుల్‌ను మారుస్తుంది; హమ్/నాయిస్ కప్లింగ్ కోసం ESLతో సంకర్షణ చెందుతుంది | చాలా తక్కువ ESR రెక్టిఫైయర్ పీక్ కరెంట్లను పెంచగలదు | లేఅవుట్ మరియు ఐచ్ఛిక చిన్న శ్రేణి నిరోధకత ద్వారా సమతుల్యం |
కెపాసిటర్ ESR (అసలైన దాని నుండి భిన్నమైనది) | అవుట్‌పుట్ రిపుల్ మరియు కంట్రోల్-లూప్ స్థిరత్వాన్ని మారుస్తుంది | ఇన్‌రష్ ప్రవర్తనను మారుస్తుంది | ESR వర్సెస్ ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు రిపుల్ డీరేటింగ్‌ను ధృవీకరించండి |
రిపుల్ కరెంట్ రేటింగ్ | తక్కువ రేటింగ్ ఉన్న ప్రత్యామ్నాయం ఎక్కువ వేడెక్కవచ్చు మరియు త్వరగా పాడైపోవచ్చు. | - | రిపుల్ కరెంట్ మరియు ESR మనుగడను నిర్ణయిస్తాయి |
బల్క్ కెపాసిటెన్స్ | - | పవర్-అప్ సమయంలో చార్జ్ లేని ఎలక్ట్రోలైటిక్ DC షార్ట్ లాగా కనిపిస్తుంది. | NTC, యాక్టివ్ లిమిటర్, లేదా ప్రీ-ఛార్జ్ రెసిస్టర్/రిలేను ఉపయోగించండి |
రెక్టిఫైయర్ / రిటర్న్ నోడ్ ప్లేస్‌మెంట్ | కెపాసిటర్‌ను రెక్టిఫైయర్‌కు దగ్గరగా ఉంచడం వల్ల రిపుల్ కప్లింగ్ తగ్గుతుంది | - | స్టార్ గ్రౌండింగ్ మరియు RC/LC ఫిల్టరింగ్ సున్నితమైన రైల్స్‌కు సహాయపడతాయి |
కెపాసిటర్లను సమాంతరంగా కలపడం | రిపుల్ సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది మరియు ప్రభావవంతమైన ESRను తగ్గిస్తుంది | - | సమరూప కాపర్ రూటింగ్ మరియు సరిపోలిన లూప్ ప్రాంతాలు కరెంట్‌ను సమానంగా పంచుకుంటాయి |
బల్క్ కెపాసిటర్‌ను రెక్టిఫైయర్ మరియు రిటర్న్ నోడ్‌కు దగ్గరగా ఉంచండి. స్టార్ గ్రౌండింగ్ మరియు సున్నితమైన రైల్స్‌పై RC లేదా LC ఫిల్టరింగ్ చేయడం వల్ల హమ్ మరియు నాయిస్ కప్లింగ్ తగ్గుతాయి. మీరు కాపర్‌ను సమానంగా రూట్ చేసి, కరెంట్ సమానంగా పంపిణీ అయ్యేలా లూప్ ఏరియాలను సరిపోల్చినంత కాలం, కెపాసిటర్లను సమాంతరంగా కలపడం వల్ల రిపుల్ సామర్థ్యం పెరిగి, ప్రభావవంతమైన ESR తగ్గుతుంది.
ఇన్‌రష్ కోసం, NTC థర్మిస్టర్ చవకైనది మరియు సరళమైనది, కానీ అది వేడెక్కుతుంది మరియు స్టార్టప్ తర్వాత శక్తిని వృధా చేస్తుంది. యాక్టివ్ లిమిటింగ్‌కు ఎక్కువ ఖర్చవుతుంది మరియు కంట్రోల్ లాజిక్ అవసరం, కానీ అది స్టెడీ-స్టేట్ నష్టాన్ని తొలగిస్తుంది. మీరు నిర్ణయం తీసుకునే ముందు థర్మల్ హెడ్‌రూమ్‌ను, బిల్-ఆఫ్-మెటీరియల్స్ ఖర్చు మరియు అసెంబ్లీ సంక్లిష్టతతో పోల్చి చూసుకోండి.
PFC, Y కెపాసిటర్లు మరియు CM చోక్‌లు
PFC స్టేజ్ ప్రధాన కన్వర్టర్‌కు అదనంగా దాని స్వంత స్విచ్చింగ్ నాయిస్‌ను జోడిస్తుంది. దాని స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు హార్మోనిక్స్ మీ ఇన్‌పుట్ ఫిల్టర్‌తో పరస్పరం చర్య జరుపుతాయి, కాబట్టి PFC మరియు ఫిల్టర్‌ను ఒకే డిజైన్ సమస్యగా పరిగణించండి. ఫిల్టర్ కార్నర్‌ను PFC స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీతో సరిపోల్చి తనిఖీ చేయండి, ఆపై బెంచ్‌పై అటెన్యుయేషన్‌ను నిర్ధారించండి.
సేఫ్టీ కెపాసిటర్లు సప్లై యొక్క ఫ్రంట్ ఎండ్‌లో ఉండే EMI ఫిల్టర్‌లో, తరచుగా ఇన్‌పుట్ కేబుల్‌పై ఉండే ఫెర్రైట్ చోక్‌ల పక్కన మరియు ఫిల్టరింగ్ దశలలో ఉండే కామన్-మోడ్ లేదా డిఫరెన్షియల్-మోడ్ చోక్‌ల పక్కన ఉంటాయి. క్లాస్ Y కెపాసిటర్లు ఎర్త్‌కు ఒక ఉమ్మడి షంట్ పాయింట్‌ను ఇవ్వడం ద్వారా కామన్-మోడ్ నాయిస్‌ను నిర్వహిస్తాయి. ఒక DC సప్లైకి AC ఇన్‌పుట్ ఇచ్చేటప్పుడు, ఒక Y కెపాసిటర్ లైన్‌ను ఎర్త్‌కు మరియు మరొకటి న్యూట్రల్‌ను ఎర్త్‌కు కలుపుతుంది.
Y-కెపాసిటర్లు కామన్-మోడ్ నాయిస్‌ను ఫిల్టర్ చేయడానికి రూపొందించబడ్డాయి మరియు లైన్ మరియు ఛాసిస్ మధ్య అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. AC ఫ్రంట్-ఎండ్ ఉత్పత్తులు, Y-కెపాసిటర్లు మరియు X-కెపాసిటర్లతో పాటు కామన్-మోడ్ చోక్‌ను కలిగి ఉన్న ఒక సమగ్ర ఇన్‌పుట్ ఫిల్టర్‌ను ఉపయోగిస్తాయి.
కాంపోనెంట్
ప్లేస్‌మెంట్ (కనెక్షన్)
EMI ఫిల్టరింగ్‌లో పాత్ర
Y కెపాసిటర్లు (CY)
భూమికి రేఖ మరియు భూమికి తటస్థం
కామన్-మోడ్ నాయిస్‌ను ఫిల్టర్ చేయండి
కామన్ మోడ్ చోక్స్ (L1, L2)
లైన్ మరియు న్యూట్రల్ పై సిరీస్‌లో
కామన్-మోడ్ ఫిల్టరింగ్ కోసం ఇండక్టెన్స్ అందించండి
X కెపాసిటర్లు (CX)
లైన్-టు-న్యూట్రల్
ఫిల్టర్ డిఫరెన్షియల్-మోడ్ నాయిస్
కరెంట్ మార్గంలో Y కెపాసిటర్లకు ముందు CM చోక్‌ను ఉంచండి, మరియు Y కెపాసిటర్ రిటర్న్‌ను పొట్టిగా, నేరుగా ఛాసిస్‌కు ఉండేలా చూసుకోండి. పొడవైన రిటర్న్ ట్రేస్‌లు ఇండక్టెన్స్‌ను పెంచి, షంట్‌ను పాడు చేస్తాయి. స్విచ్డ్-మోడ్ ఏసీ/డీసీ సప్లైలలో తక్కువ-ఈఎంఐ డిజైన్‌కు ఈ సెటప్ వెన్నెముక వంటిది, మరియు కచ్చితమైన పరిమితుల కోసం మీరు ఈఎంఐ ఫిల్టర్లను ఎంచుకున్నప్పుడు ఇది చాలా ముఖ్యమైనది. ఏసీ/డీసీ కన్వర్టర్లలో మంచి కండక్టెడ్ ఈఎంఐ పనితీరు, పార్ట్ విలువలపై ఆధారపడినంతగానే ఈ ఫ్రంట్-ఎండ్ జ్యామితిపై కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. ఏసీ-డీసీ మార్పిడిని ఒక గొలుసులా పరిగణించండి: రెక్టిఫైయర్, బల్క్ స్టేజ్, పీఎఫ్‌సీ, ఆపై ఫిల్టర్లు. ప్రతి లింక్ మీరు అణచివేయవలసిన ఉద్గారాలను రూపొందిస్తుంది.
టోపోలజీ మరియు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ఎంపికలు
ఫ్లైబ్యాక్ వర్సెస్ LLC రెసోనెంట్ ట్రేడ్-ఆఫ్‌లు
మీరు ఫిల్టర్ భాగాన్ని ఎంచుకోవడానికి ముందే, మీరు ఎంచుకునే టోపాలజీ మీ నాయిస్ స్థాయిని నిర్ధారిస్తుంది. ఫ్లైబ్యాక్ అనేది PWM హార్డ్-స్విచ్చింగ్ కుటుంబానికి చెందినది. ట్రాన్సిస్టర్‌పై అధిక వోల్టేజ్ ఉన్నప్పుడే అది ఆన్ అవుతుంది. పారాసిటిక్ కెపాసిటెన్స్ ఆ వోల్టేజ్ వరకు ఛార్జ్ అయి, ఆపై ట్రాన్సిస్టర్ ఆన్ అయినప్పుడు దాని శక్తిని విడుదల చేస్తుంది. ఆ శక్తి వేడి రూపంలో మరియు EMI రూపంలో బయటకు వస్తుంది.
ఒక LLC రెసొనెంట్ కన్వర్టర్ భిన్నమైన పద్ధతిలో పనిచేస్తుంది. దాని రెసొనెంట్ ట్యాంక్, టర్న్-ఆన్‌ను సహజ వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ వేవ్‌ఫార్మ్‌లతో సమలేఖనం చేస్తుంది, తద్వారా స్విచ్ సున్నా వోల్టేజ్‌ను (ZVS) చూస్తుంది. సాఫ్ట్ స్విచ్చింగ్ కెపాసిటివ్ డంప్ నష్టాన్ని తగ్గిస్తుంది. దీని ఫలితంగా అధిక పవర్ స్థాయిలలో మెరుగైన విద్యుదయస్కాంత అనుకూలత లభిస్తుంది, ఇక్కడ హార్డ్-స్విచ్డ్ ఫ్లైబ్యాక్ ఇబ్బంది పడుతుంది.
గుణం | తిరిగి వెళ్ళుట | LLC రెసొనెంట్ |
|---|---|---|
స్విచ్చింగ్ మోడ్ | వర్తింపజేసిన వోల్టేజ్ కింద హార్డ్-స్విచ్చింగ్ | రెసోనెంట్ ట్యాంక్ (ZVS) ద్వారా సాఫ్ట్-స్విచ్చింగ్ |
టర్న్-ఆన్ నష్టం | కెపాసిటివ్ శక్తి ఉష్ణం మరియు ఉద్గారాలుగా విడుదల అవుతుంది | సహజ తరంగ రూపాలకు అనుగుణంగా మారడం |
EMI ప్రభావం | అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు అధిక వోల్టేజ్ వద్ద మరింత అధ్వాన్నంగా ఉంటుంది | నష్టం తగ్గింది, అనుకూలత మెరుగుపడింది |
డిజైన్ ట్రేడ్-ఆఫ్ | సరళమైన నియంత్రణ | మెరుగైన EMI, మరింత సంక్లిష్టమైన నియంత్రణ |
మీరు LLC లాభం కోసం మరింత సంక్లిష్టమైన నియంత్రణతో మూల్యం చెల్లిస్తారు. డిజైన్ ZVSను కలిగి ఉన్నప్పుడు అవుట్‌పుట్ రెగ్యులేషన్‌కు సాధారణంగా ఫ్రీక్వెన్సీ మాడ్యులేషన్ అవసరం. తక్కువ పవర్ మరియు సరళమైన నియంత్రణ కోసం ఫ్లైబ్యాక్‌ను ఎంచుకోండి. అధిక పవర్ వద్ద సామర్థ్యం మరియు ఉద్గారాలు రెండూ ముఖ్యమైనప్పుడు LLCని ఎంచుకోండి.
ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ రూపకల్పన మరియు ఆప్టోకప్లర్ ఫీడ్‌బ్యాక్
ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ఒక అయస్కాంత భాగంలా పనిచేసినట్లే, ఒక యాంటెన్నా లాగా కూడా పనిచేస్తుంది. మీరు విండోలో వైండింగ్‌లను అమర్చే విధానం లీకేజ్ ఇండక్టెన్స్ మరియు పారాసిటిక్ కెపాసిటెన్స్‌ను నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది, మరియు ఈ రెండూ విద్యుదయస్కాంత జోక్యాన్ని మరియు సామర్థ్యాన్ని రూపుదిద్దుతాయి. వైండింగ్‌లను దట్టంగా పొరలుగా అమర్చడం వల్ల లీకేజ్ తక్కువగా ఉంటుంది, దీనివల్ల మీ స్నబ్బర్ లేదా క్లాంప్ గ్రహించాల్సిన శక్తి తగ్గుతుంది. వైండింగ్‌లను ఒకదాని తర్వాత ఒకటిగా అమర్చడం కూడా కప్లింగ్‌ను బలపరుస్తుంది, కానీ అది కెపాసిటెన్స్‌ను పెంచగలదు.
ఇంటర్‌వైండింగ్ కెపాసిటెన్స్, ఐసోలేషన్ అవరోధం గుండా కామన్-మోడ్ నాయిస్‌ను జత చేస్తుంది. అధిక కెపాసిటెన్స్ కామన్-మోడ్ పనితీరును దెబ్బతీస్తుంది మరియు మీ EMI ఫిల్టర్‌లపై ఎక్కువ భారాన్ని మోపుతుంది. శాండ్‌విచ్ నిర్మాణం (ప్రైమరీ–సెకండరీ–ప్రైమరీ) లీకేజీని తగ్గిస్తుంది, అయితే ఇది ఇన్సులేషన్‌ను కఠినతరం చేస్తుంది. కండక్టెడ్ మరియు రేడియేటెడ్ పరిమితులను చేరుకోవడానికి షీల్డ్ వైండింగ్‌లు మరియు కామన్ మోడ్ చోక్‌లు తరచుగా అవసరమవుతాయి.
గమనిక: వైర్ వ్యాసాన్ని ఉద్దేశపూర్వకంగా ఎంచుకోండి. చిన్న వ్యాసం పారాసిటిక్ కెపాసిటెన్స్ మరియు స్కిన్ ఎఫెక్ట్‌ను తగ్గిస్తుంది, కానీ దానివల్ల అధిక కరెంట్ డెన్సిటీ అవసరమవుతుంది.
ఆప్టోకప్లర్ ఫీడ్‌బ్యాక్ లూప్ అదే అవరోధం మీదుగా మూసివేయబడుతుంది. ఆప్టోకప్లర్‌ను మరియు దాని కాంపెన్సేషన్ నెట్‌వర్క్‌ను స్విచ్చింగ్ నోడ్ నుండి దూరంగా ఉంచండి, మరియు ఫీడ్‌బ్యాక్ ట్రేస్‌ను ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ గ్యాప్‌కు తగలకుండా అమర్చండి. ఫీడ్‌బ్యాక్ మార్గంలోకి ప్రవేశించే నాయిస్ జిట్టర్‌గా కనిపిస్తుంది, మరియు జిట్టర్ మీ ఫిల్టర్ ట్యూన్ చేయని విధంగా EMI స్పెక్ట్రమ్‌ను విస్తరింపజేస్తుంది. AC-DC మార్పిడిలో, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్, అవరోధం మరియు ఫీడ్‌బ్యాక్ లూప్‌ను ఒకే లేఅవుట్ సమస్యగా పరిగణించండి.
లేఅవుట్ కోసం EMC మరియు EMI డిజైన్ వ్యూహాలు
ఫిల్టర్ ప్లేస్‌మెంట్ మరియు అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ కరెంట్ మార్గాలు
మంచి EMC మరియు EMI డిజైన్ వ్యూహాలు రిటర్న్ పాత్‌తో ప్రారంభమవుతాయి. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ కరెంట్ మీరు స్కీమాటిక్‌లో గీసిన మార్గాన్ని కాకుండా, అతి తక్కువ ఇంపీడెన్స్ ఉన్న మార్గాన్ని తీసుకుంటుంది. ఆ కరెంట్‌కు ఒక పటిష్టమైన గ్రౌండ్ ప్లేన్‌ను ఇవ్వండి, అప్పుడు అది ట్రేస్ కిందనే ఉంటుంది. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రేస్‌ల కింద గ్రౌండ్ స్ప్లిట్‌లను నివారించండి. ఒకవేళ మీరు స్ప్లిట్‌ను నివారించలేకపోతే, దానిని స్టిచింగ్ కెపాసిటర్‌తో బ్రిడ్జ్ చేయండి.
నాయిస్ బోర్డు అంతటా వ్యాపించక ముందే, మీ ఇన్‌పుట్ ఫిల్టర్లను కనెక్టర్ వద్దే ఉంచండి. స్విచ్చింగ్ రెగ్యులేటర్‌లను RF మరియు అనలాగ్ విభాగాలకు దూరంగా ఉంచండి. హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రేస్‌లను పొట్టిగా ఉంచండి మరియు 90-డిగ్రీల కోణాలకు బదులుగా 45-డిగ్రీల లేదా వంపు తిరిగిన బెండ్‌లను ఉపయోగించండి.
లేఅవుట్ వ్యూహం | కీలక అభ్యాసం | గైడెన్స్ |
|---|---|---|
ఘన గ్రౌండ్ ప్లేన్ | నేలకు పూర్తి పొరను ఇవ్వండి | ట్రేస్ కింద రిటర్న్ కరెంట్‌ను ఉంచుతుంది |
భూమి చీలిపోతుంది | స్టిచింగ్ కెపాసిటర్లతో అంతరాలను పూరించండి | ఖాళీ అంతటా కెపాసిటర్లను కుట్టడం |
గార్డు జాడలు | పార్శ్వ సున్నితమైన రేఖలు, వయాస్‌లతో కూడిన భూమి | వయాస్ అంతరం λ/20; క్రాస్‌టాక్ సుమారు 20 dB వరకు తగ్గించబడింది |
వేర్పాటువాదం | పవర్ పిన్‌ల దగ్గర సిరామిక్, తక్కువ-ESL భాగాలు | పిన్‌లకు 1–2 మిమీ పరిధిలో 0.01–0.1 µF |
నియంత్రిత ఇంపెడెన్స్ | సిస్టమ్‌కు ట్రేస్ ఇంపెడెన్స్‌ను సరిపోల్చండి | RF కోసం 50 Ω; FR-4 εr ≈ 4.2 |
మీరు EMI ఫిల్టర్లను ఎంచుకునేటప్పుడు, కేవలం వాటి విలువలను మాత్రమే కాకుండా, ఆ భాగం ఎక్కడ ఉందో కూడా తనిఖీ చేయండి. పొడవైన ట్రేస్ తర్వాత ఉంచిన ఫిల్టర్, ఆ ట్రేస్ ఇప్పటికే వెలువరించిన నాయిస్‌ను గ్రహిస్తుంది. నిజమైన రిటర్న్ పాత్‌తో, అసలైన బోర్డుపై EMI ఫిల్టర్లను పరీక్షించండి. షంట్ కెపాసిటర్‌కు గ్రౌండ్‌కు ఒక చిన్న, ప్రత్యక్ష మార్గం ఉన్నప్పుడు మాత్రమే ఫిల్టరింగ్ పనిచేస్తుంది.
గమనిక: పిన్‌కు దూరంగా ఉంచిన డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్ ఇండక్టెన్స్‌ను జోడిస్తుంది మరియు అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద దాని ప్రభావాన్ని కోల్పోతుంది.
క్రీపేజ్, క్లియరెన్స్ మరియు IEC 62368 స్పేసింగ్
విద్యుత్ పనితీరు కంటే ముందే, భద్రతా అంతరం మీ ఫిల్టర్ అమరికను పరిమితం చేస్తుంది. ఐసోలేషన్ అవరోధం అంతటా మీరు పాటించవలసిన క్రీపేజ్ మరియు క్లియరెన్స్‌ను IEC 62368 నిర్దేశిస్తుంది. Y కెపాసిటర్లు మరియు కామన్ మోడ్ చోక్‌లు సరిగ్గా ఆ అవరోధం పైనే ఉంటాయి. వాటి ప్యాడ్‌లు, ట్రేస్‌లు మరియు స్లాట్‌లు అవసరమైన దూరాన్ని తప్పనిసరిగా పాటించాలి.
ఉపరితలం వెంబడి జరిగే కదలికను మరియు గాలి ద్వారా ఉండే ఖాళీని కొలవండి. బోర్డులో కత్తిరించిన ఒక గాడి ఎత్తును పెంచకుండా కదలికను పెంచుతుంది. Y కెపాసిటర్ రిటర్న్‌ను నేరుగా ఛాసిస్‌కు మళ్లించండి మరియు ఇతర ట్రేస్‌లను ఆ జోన్ నుండి దూరంగా ఉంచండి. ఉద్గారాల కోసం మీరు ఫిల్టర్ భాగాన్ని కదిలించిన తర్వాత అంతరాన్ని మళ్లీ తనిఖీ చేయండి. నిర్వహించబడిన పరిమితులను దాటిన లేఅవుట్ కూడా భద్రతా సమీక్షలో విఫలం కావచ్చు.
ప్రమాణాలు, పరిమితులు మరియు ముందస్తు అనుసరణ
CISPR 32 మరియు EN 55032 వాహక మరియు వికిరణ పరిమితులు
మల్టీమీడియా పరికరాల కోసం మీరు లక్ష్యంగా పెట్టుకోవాల్సిన ఉద్గార పరిమితులను CISPR 32 మరియు EN 55032 నిర్దేశిస్తాయి . ఈ ప్రమాణం కండక్టెడ్ మరియు రేడియేటెడ్ ఉద్గారాలు రెండింటినీ కవర్ చేస్తుంది. వాణిజ్య పరికరాల కోసం కండక్టెడ్ పరిమితులు 9 kHz నుండి 30 MHz వరకు వర్తిస్తాయి. రేడియేటెడ్ పరిమితులు 30 MHz నుండి పైకి ఉంటాయి. మీ ac/dc ఫ్రంట్ ఎండ్ మెయిన్స్ మీద ఉంటుంది, కాబట్టి అది పూర్తి కండక్టెడ్ పరిమితిని ఎదుర్కొంటుంది. దాని తర్వాతి దశలో ఉన్న DC/DC స్టేజ్ నిశ్శబ్దమైన మూలాన్ని చూస్తుంది, అయినప్పటికీ దాని స్విచ్చింగ్ నాయిస్ కన్వర్టర్ ద్వారా తిరిగి ప్రసరిస్తుంది. AC ఇన్‌పుట్‌ను అత్యంత కఠినమైన పరీక్షా కేంద్రంగా పరిగణించండి.
మీరు ఉపయోగించే LISN ఇన్‌పుట్ రకంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వాణిజ్య AC మెయిన్‌లకు Tekbox TBLC08 వంటి 50 μH + 5 Ω || 50 Ω నెట్‌వర్క్ అవసరం. DC ఆటోమోటివ్ పనికి Tekbox TBOH01 వంటి 5 μH || 50 Ω నెట్‌వర్క్‌ను ఉపయోగిస్తారు. రెండూ ఎకోరహిత గది లేకుండానే పునరావృతమయ్యే రీడింగ్‌లను అందిస్తాయి.
బెంచ్‌పై ప్రీ-కంప్లైయన్స్ టెస్టింగ్
బెంచ్ వర్క్‌ఫ్లో చాలా సమస్యలను ల్యాబ్ సందర్శనకు ముందే గుర్తిస్తుంది. ఈ దశలను అనుసరించండి:
CISPR 32 లేదా EN 55032 వంటి లక్ష్య ప్రమాణాన్ని గుర్తించండి.
ఒక పెద్ద గ్రౌండ్ ప్లేన్ పైన, ఒక ప్రీ-యాంప్లిఫైయర్, ఒక నియర్-ఫీల్డ్ ప్రోబ్ సెట్ మరియు ఒక LISN తో కూడిన స్పెక్ట్రమ్ ఎనలైజర్‌ను అమర్చండి.
హాట్‌స్పాట్‌లను కనుగొనడానికి నియర్-ఫీల్డ్ ప్రోబ్స్‌తో బోర్డు మరియు కేబుల్స్‌ను స్కాన్ చేయండి.
లేఅవుట్, షీల్డింగ్ లేదా ఫిల్టరింగ్‌ను సరిచేసి, ఆపై మళ్లీ పరీక్షించి పోల్చి చూడండి.
మార్జిన్ సురక్షితంగా ఉన్నట్లు అనిపించిన తర్వాత ధృవీకరణ కోసం సమర్పించండి.
నియర్-ఫీల్డ్ ప్రోబ్‌లు కేవలం దగ్గరి పరిధిలో, అంటే కొన్ని సెంటీమీటర్ల దూరంలో మాత్రమే పనిచేస్తాయి. అవి సాపేక్ష రీడింగులను ఇస్తాయి, కాబట్టి వాటిని మూలాలను గుర్తించడానికి ఉపయోగించండి, పరిమితులను ధృవీకరించడానికి కాదు. ఒక ట్రాన్సియెంట్ లిమిటర్ తప్పనిసరి. AC టర్న్-ఆన్ ట్రాన్సియెంట్‌లు, +20 dBm నుండి +30 dBm RF రేటింగ్ ఉన్న మిక్సర్ డయోడ్‌లలోకి ±325 V వరకు డిశ్చార్జ్ చేయగలవు. Tekbox TBFL1 వంటి లిమిటర్, 5 W ఓవర్‌లోడ్‌ల కింద అవుట్‌పుట్‌ను +11 dBm వద్ద పరిమితం చేస్తుంది.
IEC 62368 ప్రకారం భద్రతా అంతరం ఈ పనిని పరిమితం చేస్తుంది. Y కెపాసిటర్ ప్యాడ్‌లు మరియు CM చోక్ ట్రేస్‌లు అవసరమైన క్రీపేజ్ మరియు క్లియరెన్స్‌ను కలిగి ఉండాలి. ప్రతి ఫిల్టర్ మార్పు తర్వాత అంతరాన్ని మళ్లీ తనిఖీ చేయండి.
థర్మల్, ఎన్‌క్లోజర్ మరియు DFM ట్రేడ్-ఆఫ్‌లు
వేడి, రక్షణ మరియు ఆవరణ ప్రభావాలు
కన్వర్టర్ లోపల వేడి మరియు షీల్డింగ్ రెండూ ఒకే స్థలాన్ని ఆక్రమిస్తాయి. ఎన్‌క్లోజర్ డిజైన్, గాలి ప్రవాహం మరియు మీరు భాగాలను ఉంచే ప్రదేశం అన్నీ కూడా వస్తువులు ఎంత వేడెక్కుతాయో ప్రభావితం చేస్తాయి. మీరు ఫైనల్ హౌసింగ్ లోపల డీరేటింగ్‌ను తనిఖీ చేయాలి, ఓపెన్ బెంచ్‌పై కాదు. బెంచ్‌పై చల్లగా ఉండే ఒక భాగం, కేస్ మూసివేసిన తర్వాత దాని రేటింగ్‌ను మించిపోవచ్చు.
నిరంతరాయంగా లేదా కఠినమైన ప్రదేశాలలో నడపడానికి అదనపు ఉష్ణ సామర్థ్యం అవసరం . ఆ సామర్థ్యం కాలక్రమేణా పాతబడటం, దుమ్ము పేరుకుపోవడం మరియు అత్యంత క్లిష్ట పరిస్థితులను తట్టుకుంటుంది. పరిమిత గాలి ప్రవాహం ఉన్న చిన్న ఆవరణలలో, చిన్నపాటి సామర్థ్య నష్టాలు కూడా ఉపయోగపడే శక్తిని గణనీయంగా తగ్గించగలవు. యాంత్రిక రూపకల్పనను ఖరారు చేసే ముందే ఉష్ణ బడ్జెట్‌ను ప్రణాళిక చేసుకోండి.
షీల్డింగ్ EMIని ప్రత్యక్షంగా మారుస్తుంది. బోర్డుకు అమర్చిన మాడ్యూల్ తరచుగా ఇన్‌పుట్ కనెక్షన్‌ల దగ్గర ఉంటుంది. బలహీనమైన షీల్డింగ్ వల్ల, వికిరణ వ్యతిక్రమం ఆ కనెక్షన్‌లపై వాహక శబ్దాన్ని సృష్టిస్తుంది. ప్లాస్టిక్ మాడ్యూల్ ఎన్‌క్లోజర్‌లు సాధారణంగా ఎటువంటి స్క్రీనింగ్‌ను అందించవు. ఒక ఐచ్ఛిక కేస్ కిట్, పవర్ సప్లై కండక్టర్‌లలోకి ప్రవేశించే ఉద్గారాలను తగ్గించగలదు. యాంత్రిక మరియు విద్యుత్ చర్యలను కలపండి: షీల్డింగ్, జాగ్రత్తగా లేఅవుట్, చిన్న లూప్ ప్రాంతాలు, మరియు పటిష్టమైన గ్రౌండ్ ప్లేన్‌లు, వీటితో పాటు ఫిల్టరింగ్, డీకప్లింగ్, డంపింగ్, మరియు బైపాసింగ్ వంటివి కూడా చేయండి. ఈ కలయిక EN 55022 క్లాస్ B వంటి కంప్లయన్స్ లక్ష్యాలను చేరుకోవడానికి మీకు సహాయపడుతుంది.
ఫిల్టర్ భాగాలపై DFM పరిమితులు
మీ EMI ఫిల్టర్లు కేవలం ల్యాబ్‌లోనే కాకుండా, అసెంబ్లీ లైన్‌లో కూడా తయారవ్వాలి . సన్నని తీగలతో ఉండే కామన్ మోడ్ చోక్‌లు వాడేటప్పుడు తెగిపోతాయి. పెద్ద X కెపాసిటర్లకు మీ లేఅవుట్‌కు ఇబ్బంది కలిగించే కీప్-అవుట్ జోన్‌లు అవసరం. ప్రామాణిక ఫుట్‌ప్రింట్లు మరియు రీల్ ప్యాకేజింగ్‌తో ఉండే భాగాలను ఎంచుకోండి. ప్లేస్‌మెంట్ మెషిన్ బాడీ సైజు మరియు బరువును తట్టుకోగలదని నిర్ధారించుకోండి.
డ్యాంపింగ్ భాగాలు ఖర్చును మరియు రీఫ్లో దశలను పెంచుతాయి. ఇన్‌పుట్ కెపాసిటర్ కంటే మూడు నుండి నాలుగు రెట్లు పెద్దదైన డ్యాంపింగ్ కెపాసిటర్ బోర్డుపై ఎక్కువ స్థలాన్ని తీసుకుంటుంది, మరియు దానికి వేరే డైఎలెక్ట్రిక్ అవసరం కావచ్చు. జోడించిన ప్రతి భాగానికి సోల్డర్ ప్రొఫైల్‌ను తనిఖీ చేయండి. అధిక ఉష్ణ ద్రవ్యరాశుల దగ్గర ఉండే చిన్న కెపాసిటర్లపై టూమ్‌స్టోనింగ్ ప్రమాదం గురించి మీ తయారీదారుని అడగండి.
ప్రీ-కంప్లయన్స్ పని సమయంలో టెస్ట్ పాయింట్లు మరియు ట్యూనింగ్ ప్యాడ్‌లు సహాయపడతాయి. ఎక్కువ పరిమాణంలో పని చేయడం వల్ల ఖర్చు కూడా పెరుగుతుంది. ఏ ప్యాడ్‌లను ఉంచాలో, వేటిని తీసివేయాలో ముందుగానే నిర్ణయించుకోండి. సవరణలన్నింటిలోనూ ఫిల్టర్ లేఅవుట్‌ను స్థిరంగా ఉంచండి, ఎందుకంటే కదిలిన ప్యాడ్ పారాసిటిక్ కప్లింగ్‌ను మార్చి, మీ కండక్టెడ్ ఫలితాలను స్థానభ్రంశం చేస్తుంది. ప్రతి ఫిల్టర్ మార్పును ఒక డిజైన్ మార్పుగా పరిగణించండి, దానికి కొత్తగా బెంచ్ స్కాన్ అవసరం.
శబ్దం రకం మరియు కప్లింగ్ మార్గంతో ప్రారంభించండి. ఆ తర్వాత, వాటికి సరిపోయే ఫిల్టర్లను ఎంచుకుని అమర్చండి. ఈ క్రమం మిమ్మల్ని ఊహించాల్సిన అవసరం నుండి కాపాడుతుంది.
మూడు అలవాట్లకు అత్యంత ప్రాధాన్యత ఉంటుంది. ఇన్‌పుట్ స్థిరంగా ఉండేలా ప్రతి LC స్టేజ్‌ను డంప్ చేయండి. మీరు ఒక భాగాన్ని కదిలించిన తర్వాత కూడా, Y కెపాసిటర్ మరియు IEC 62368 స్పేసింగ్ పరిమితులను పాటించండి. ల్యాబ్‌లో కంటే ముందే కండక్టెడ్ ఎమిషన్స్ కనిపించేలా, బెంచ్ ప్రీ-కంప్లయన్స్‌ను ముందుగానే చేయండి.
emiని ఒక పునరావృత బోర్డ్-స్థాయి పనిగా పరిగణించండి, వైఫల్యం తర్వాత చేసే పరిష్కారంగా కాదు:
స్పెసిఫికేషన్ సమయంలో EMC లక్ష్యాలను నిర్దేశించండి.
స్పెక్ట్రమ్ ఎనలైజర్ మరియు నియర్-ఫీల్డ్ ప్రోబ్స్‌తో దశలవారీగా పరీక్షించండి.
విఫలమవుతున్న ఫ్రీక్వెన్సీలను మాత్రమే ట్యూన్ చేయండి.
తయారీలో లాభనష్టాలను ముందుగానే బేరీజు వేసుకోండి. షీల్డింగ్ ఉష్ణ వెదజల్లుటను అడ్డుకుంటుంది, మరియు ఫైన్-పిచ్ నిర్మాణాలు ఖర్చును పెంచుతాయి. ఏసీ-డీసీ మార్పిడి సమీక్షలోకి మీ ఫిల్టర్ డిజైనర్ మరియు పీసీబీ సరఫరాదారుని తీసుకురండి. అవసరాలలో చిన్న మార్పులు కూడా పూర్తి పునఃరూపకల్పనకు దారితీయవచ్చు.
తరచూ అడిగే ప్రశ్నలు (FAQ)
స్కాన్ విఫలమైనప్పుడు మీరు మొదట ఏ నాయిస్ మోడ్‌ను అనుసరించాలి?
ఒక భాగాన్ని తాకే ముందు మోడ్‌లను వేరు చేయండి. కామన్ మోడ్ కరెంట్‌ను చదవడానికి, లైన్ మరియు న్యూట్రల్ వైర్ల చుట్టూ ఒక RF కరెంట్ ప్రోబ్‌ను బిగించండి. డిఫరెన్షియల్ మోడ్‌ను చదవడానికి, ఆ రెండు వైర్లను ప్రోబ్ గుండా వ్యతిరేక దిశలలో పంపండి. రెండు రీడింగ్‌లను పోల్చి, ఆ తర్వాత ప్రధాన మోడ్‌కు అనుగుణంగా మీ EMI ఫిల్టర్‌ను ఎంచుకోండి.
LC స్టేజ్ కామన్ మోడ్ నాయిస్‌ను ఎందుకు ఆపడంలో విఫలమవుతుంది?
డిఫరెన్షియల్ మోడ్ కరెంట్ ఒక కండక్టర్ ద్వారా బయటకు ప్రవహించి, మరొక కండక్టర్ ద్వారా తిరిగి వస్తుంది. కామన్ మోడ్ కరెంట్ రెండు లైన్లలోనూ అదే విధంగా ప్రవహించి, ఛాసిస్ లేదా ఎర్త్ ద్వారా తిరిగి వస్తుంది. ఒక LC స్టేజ్ మొదటి మార్గాన్ని మాత్రమే షంట్ చేస్తుంది. రెండవ మార్గాన్ని నిరోధించడానికి మీకు ఇన్‌పుట్ వద్ద ఒక కామన్ మోడ్ చోక్ మరియు ఒక Y కెపాసిటర్ అవసరం.
ఫిల్టర్ మోగకుండా లేదా కంపించకుండా ఎలా నిరోధించాలి?
కంట్రోల్-లూప్ బ్యాండ్‌విడ్త్ అంతటా ఫిల్టర్ అవుట్‌పుట్ ఇంపిడెన్స్‌ను కన్వర్టర్ ఇన్‌పుట్ ఇంపిడెన్స్ కంటే చాలా తక్కువగా ఉంచండి. ఇది మిడిల్‌బ్రూక్ ప్రమాణం. కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద శిఖరం తక్కువగా ఉండేలా డంపింగ్ జోడించండి, మరియు కేవలం టైమ్-డొమైన్ టెస్టింగ్‌తో కాకుండా ఫ్రీక్వెన్సీ రెస్పాన్స్ విశ్లేషణతో ప్రతిస్పందనను తనిఖీ చేయండి.
బోర్డుపై ఇన్‌పుట్ ఫిల్టర్లు ఎక్కడ ఉండాలి?
నాయిస్ బోర్డు అంతటా వ్యాపించక ముందే, వాటిని కనెక్టర్ వద్ద ఉంచండి. Y కెపాసిటర్ రిటర్న్‌ను పొట్టిగా మరియు నేరుగా ఛాసిస్‌కు ఉండేలా చూసుకోండి. షంట్ కెపాసిటర్‌కు గ్రౌండ్‌కు గట్టి మార్గం అవసరం, లేకపోతే ట్రేస్ ఇండక్టెన్స్ దాని ప్రభావాన్ని పాడు చేస్తుంది. అసలైన రిటర్న్ మార్గంతో, నిజమైన బోర్డుపై ఫిల్టర్లను పరీక్షించండి.
