स्विचिंग पावर सप्लाई ईएमआई फिल्टर परीक्षण विधि

विद्युत आपूर्ति ईएमआई फ़िल्टर डिजाइन विधिः

1fcn के निर्धारण के लिए सामान्य विधि:

चोक कटऑफ आवृत्ति को विद्युत चुम्बकीय संगतता डिजाइन आवश्यकताओं के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए।यह निर्दिष्ट सीमा तक गड़बड़ी स्तर को कम करने के लिए आवश्यक हैरिसीवर के लिए, इसकी रिसेप्शन गुणवत्ता शोर सहिष्णुता की आवश्यकताओं में परिलक्षित होती है। प्रथम क्रम के निम्न पास फिल्टर की कटऑफ आवृत्ति निम्न सूत्र द्वारा निर्धारित की जा सकती हैः

विघटन का स्रोत: fcn=kT× ((सिस्टम में कम विघटन आवृत्ति); रिसीवरः fcn=kRX ((इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वातावरण में कम विघटन आवृत्ति) ।

सूत्र में, kT और kR को विद्युत चुम्बकीय संगतता आवश्यकताओं के अनुसार निर्धारित किया जाता है, और आम तौर पर 1/3 या 1/5 लेते हैं। उदाहरण के लिएःबिजली आपूर्ति शोर अड़चन या बिजली आपूर्ति आउटपुट फ़िल्टर की कटऑफ आवृत्ति fen=20~30kHz है (जब स्विचिंग बिजली आपूर्ति आवृत्ति f 100kHz है)सिग्नल शोर चोक की कटऑफ आवृत्ति fcn=10~30MHz (सूचना प्रौद्योगिकी उपकरण के लिए 100Mbps की संचरण दर के साथ) है।

इसके अतिरिक्त, विशेष इनपुट धारा तरंगों के साथ उपकरणों के लिए, such as power input circuits connected to direct rectification and capacitor filtering (this is usually the case for switching power supplies and electronic ballasts without power factor correction (PFC))उदाहरण के लिए, वर्तमान के 2 से 40 वें हार्मोनिक संवहन हस्तक्षेप को फ़िल्टर करने के लिए शोर चोक कटऑफ आवृत्ति fcn कम हो सकती है।संयुक्त राज्य अमेरिका के संघीय संचार आयोग (एफसीसी) का कहना है कि विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप की प्रारंभिक आवृत्ति 300kHz है; रेडियो हस्तक्षेप पर अंतर्राष्ट्रीय विशेष समिति (सीआईएसपीआर) यह निर्धारित करती है कि यह 150kHz है; और अमेरिकी सैन्य मानक यह निर्धारित करता है कि यह 10kHz है।

2शोर फिल्टर सर्किट

जब चोक को सर्किट में डाला जाता है, तो इसका शोर शमन प्रभाव न केवल चोक प्रतिबाधा ZF के आकार पर निर्भर करता है,लेकिन यह भी पर प्रतिबाधा से पहले और सर्किट के बाद जहां चोक स्थित है (iनेटवर्क विश्लेषण से पता चलता है कि परिचालन आवृत्ति सीमा के भीतर, ट्रांसमिशन लाइन का इनपुट और आउटपुट प्रतिबाधा मेल खाता है,जो सिग्नल शक्ति के संचरण को अधिकतम कर सकता हैशोर के लिए, हम स्वाभाविक रूप से एक शोर फ़िल्टर डालने के बारे में सोचते हैं ताकि शोर दमन को कम करने के लिए शोर आवृत्ति रेंज के भीतर इसके इनपुट और आउटपुट प्रतिबाधा असंगत हो।

इसलिए शोर फ़िल्टर संरचना और घटकों का चयन शोर फ़िल्टर स्थित सर्किट के स्रोत प्रतिबाधा और भार प्रतिबाधा पर निर्भर करता है। इस अर्थ में,एंटी-ईएमआई फिल्टर वास्तव में एक शोर असंगत फिल्टर हैयहां, हम विशेष रूप से शोर और शोर फिल्टर के बीच बातचीत के विश्लेषण को सुविधाजनक बनाने के लिए शोर असंगतता की अवधारणा का प्रस्ताव करते हैं (नीचे आवेदन सिद्धांत अनुभाग देखें) ।

चित्र 1 शोर फ़िल्टर का मूल सर्किट

शोर फ़िल्टर सर्किट आमतौर पर कम पास फ़िल्टर बनाने के लिए एक्स-आकार, टी-आकार, एल-आकार के सर्किट संरचनाओं और उनके संयोजनों का उपयोग करते हैं। बुनियादी सर्किट संरचना चित्र 1 में दिखाई गई है। आम तौर पर बोलते हुए,उच्च आवृत्ति शोर के लिए, एन के आकार की संरचना कम इनपुट और आउटपुट प्रतिबाधा प्रदान कर सकती है, जो उन अवसरों के लिए उपयुक्त है जहां सर्किट की स्रोत प्रतिबाधा और लोड प्रतिबाधा अधिक होती है।टी के आकार की संरचना उच्च इनपुट और आउटपुट प्रतिबाधा प्रदान कर सकते हैं, जो उन अवसरों के लिए उपयुक्त है जब सर्किट का स्रोत प्रतिबाधा और भार प्रतिबाधा कम हो;एल आकार की संरचना उच्च इनपुट प्रतिबाधा और कम आउटपुट प्रतिबाधा प्रदान कर सकती है (या इसके विपरीत), जो उन अवसरों के लिए उपयुक्त है जहां सर्किट का स्रोत प्रतिबाधा और भार प्रतिबाधा कम है (या इसके विपरीत) ।फिल्टर घटकों के एल और सी मानों का निर्धारण शोर आवृत्ति पर सम्मिलन हानि के लिए सर्किट की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए, और इसकी गणना लगभग इस प्रकार की जा सकती हैः

L=Z/(2I×fc), C=1/(2n×fe×Z)

Z शोर अड़चन प्रतिबाधा, फिल्टर इनपुट या आउटपुट प्रतिबाधा है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि L और C मानों की गणना केवल अनुमानित हो सकती है।क्योंकि 100kHz तक की आवृत्तियों और उसके हार्मोनिक्स के लिए, सर्किट वितरित मापदंडों को अब अनदेखा नहीं किया जा सकता है, और शोर फिल्टर के शोर शमन प्रभाव को अक्सर प्रयोगों द्वारा निर्धारित किया जाता है।एक वास्तविक संधारित्र की प्रतिबाधा आवृत्ति विशेषताओं और सीसा प्रेरण की गणना विधि नीचे दी गई हैसंधारित्र हानि और सीसा प्रेरण के प्रभाव को ध्यान में रखते हुए, वास्तविक संधारित्र समकक्ष सर्किट और प्रतिबाधा आवृत्ति विशेषताओं को चित्र 2 में दिखाया गया है।

सीसा प्रेरण निम्न सूत्र द्वारा गणना की जाती है:

L=0.002/[ln(4l/d) -1]

जहां d तार का व्यास (cm), 1 तार की लंबाई (cm), और L प्रेरण क्षमता (uH) है।

उदाहरण के लिए, एक 0.31 मिमी के तार की लंबाई 1=1 सेमी है, L=0.0077uH, जब आवृत्ति 1MHz है, Z=0 है।0499; जब आवृत्ति 100MHz है, Z=4.99. जब 1=2 सेमी, L=0.0182uH, जब आवृत्ति 100MHz है, Z=11.44 ओम।

3शोर फ़िल्टर अनुप्रयोग सिद्धांत

विद्युत चुम्बकीय संगतता आवश्यकताओं के अनुसार शोर फिल्टर का चयन और उपयोग करने की विधि या प्रक्रिया अद्वितीय नहीं है।यह विद्युत डिजाइन में विद्युत चुम्बकीय संगतता डिजाइन प्रक्रिया के हिस्से के रूप में हल किया जाना चाहिएहालांकि, शोर फिल्टर के डिजाइन और उपयोग से पहले, विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी प्रसार मोड, शोर आवृत्ति रेंज,और सम्मिलित सर्किट के विद्युत चुम्बकीय वातावरण.

विद्युत चुम्बकीय गड़बड़ी के प्रसार के लगभग दो तरीके हैंः

एक संचालित हस्तक्षेप है और दूसरा विकिरण हस्तक्षेप है। The board-mounted noise filter used to improve the circuit noise tolerance can be designed to work in a certain frequency band within the frequency range of 9kHz~1780MHz (according to the relevant electromagnetic compatibility standards)आम तौर पर यह माना जा सकता है किः शोर का निम्न आवृत्ति खंड संचालित हस्तक्षेप (पीड़ा) के रूप में प्रकट होता है,और शोर फिल्टर मुख्य रूप से शोर दमन प्रदान करने के लिए चोक के प्रेरक प्रतिक्रियाशीलता पर निर्भर करता हैशोर आवृत्ति के उच्च अंत में, संचालित शोर शक्ति चोक के समकक्ष प्रतिरोध द्वारा अवशोषित की जाती है और वितरित क्षमता द्वारा बाईपास की जाती है।विकिरित गड़बड़ी हस्तक्षेप का मुख्य रूप बन जाता है.

विकिरणित गड़बड़ी निकटवर्ती घटकों और तारों पर शोर धारा का कारण बनती है, और गंभीर मामलों में यह सर्किट स्व-उत्तेजना का कारण बन सकती है,जो छोटे और उच्च घनत्व सर्किट घटक विधानसभा के मामले में अधिक प्रमुख हो जाता हैअधिकांश एंटी-ईएमआई उपकरण शोर हस्तक्षेप को दबाने या अवशोषित करने के लिए कम पास फिल्टर के रूप में सर्किट में डाला जाता है। शोर आवृत्ति को दबाने के अनुसार,फिल्टर कटऑफ आवृत्ति fcn डिजाइन या चुना जा सकता हैजैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, शोर फ़िल्टर शोर असंगत के रूप में सर्किट में डाला जाता है। इसका कार्य संकेत आवृत्ति से अधिक शोर को गंभीर रूप से असंगत करना है।शोर असंगतता की अवधारणा का उपयोग करना, फ़िल्टर का कार्य इस प्रकार समझा जा सकता हैः शोर फ़िल्टर के माध्यम से, शोर वोल्टेज विभाजन के कारण शोर आउटपुट स्तर को कम कर सकता है (अवसाद);या कई प्रतिबिंबों के कारण शोर शक्ति को अवशोषित; या चैनल चरण परिवर्तन के कारण परजीवी दोलन स्थितियों को नष्ट करते हैं, जिससे सर्किट की शोर सहिष्णुता में सुधार होता है।

इसके अतिरिक्त, ईएमआई विरोधी उपकरणों के डिजाइन और उपयोग के दौरान निम्नलिखित मुद्दों पर ध्यान दिया जाना चाहिएः

(1) विद्युत चुम्बकीय वातावरण को समझें और आवृत्ति सीमा को उचित रूप से चुनें;

(2) जहां शोर फिल्टर स्थित है, वहां सर्किट में सीसी या मजबूत एसी है ताकि डिवाइस के कोर को संतृप्ति विफलता से रोका जा सके;

(3) शोर असंगतता प्राप्त करने के लिए सम्मिलन सर्किट से पहले और बाद में प्रतिबाधा आकार और गुणों को समझें।और यह कम स्रोत प्रतिबाधा और भार प्रतिबाधा के तहत इस्तेमाल करने के लिए उपयुक्त है;

(4) वितरित क्षमता और आसन्न घटकों और तारों द्वारा उत्पन्न प्रेरक एक्स हस्तक्षेप पर ध्यान दें;

(5) उपकरण के तापमान वृद्धि को नियंत्रित करें, आम तौर पर 60°C से अधिक नहीं।