盡管作為離散單位,電源通常能夠遵守有關(guān)電磁干擾的規(guī)定,但必須在一個(gè)完整的系統(tǒng)中驗(yàn)證遵守情況。如果需要將一個(gè)新的AC-DC電源單元(psu)整合到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,這意味著所涉及的工程團(tuán)隊(duì)必須自己處理EMI方面的問題,從而應(yīng)對(duì)眾多挑戰(zhàn)。本文將討論需要解決的問題以及如何最大限度地減少工作負(fù)載。

根據(jù)最終產(chǎn)品的市場需求,工程師需要了解某些EMI標(biāo)準(zhǔn)。在美國,有公平競爭委員會(huì)第15類A和B,而全球?qū)⑦m用獨(dú)立選舉委員會(huì)第32類A和B標(biāo)準(zhǔn)。雖然應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這些標(biāo)準(zhǔn)并非完全相同,但它們?nèi)匀幌喈?dāng)一致。因此,只要其中之一得到合理程度的容忍,它就能夠與另一目標(biāo)一致。

對(duì)于這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn),A類涉及在商業(yè)、工業(yè)或商業(yè)環(huán)境中使用的設(shè)備。相反,B類涉及住宅使用。后者具有更大的嚴(yán)格性,因?yàn)樵O(shè)備被認(rèn)為是在控制較少的環(huán)境中運(yùn)行,發(fā)生交叉干擾的可能性更大。

在生產(chǎn)時(shí),psu制造商通常會(huì)確保其設(shè)備符合上述EMC標(biāo)準(zhǔn)之一。這是在單獨(dú)測試它們的時(shí)候,而不是與它們最終將具有的系統(tǒng)結(jié)合起來。由于法定電磁兼容性(EMC)認(rèn)證適用于整個(gè)系統(tǒng),因此,psu產(chǎn)生的噪聲必須添加到數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘和類似的數(shù)據(jù)中。然后,總數(shù)必須低于標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為可以接受的數(shù)字。

當(dāng)只涉及一個(gè)psu時(shí),系統(tǒng)很有可能達(dá)到必要的emc合規(guī)性。因此,工程師可以避免將外部濾波納入其設(shè)計(jì)中的困難。正如我們將看到的,一旦考慮到多個(gè)主系統(tǒng),事情就變得越來越復(fù)雜。

在系統(tǒng)中作為模塊安裝的AC-DCS通常會(huì)有一個(gè)連接底盤主連接器或飛行引導(dǎo)器的有線連接,在那里進(jìn)行EMI測量。這意味著這條電纜可能會(huì)被接收到,這可能會(huì)增加不遵守EMC的風(fēng)險(xiǎn)。只要AC-DC模塊的EMC符合性有一個(gè)合理的余地,那么系統(tǒng)應(yīng)該能夠獲得認(rèn)證,只要注意接地和電纜路由。

圖1 EMI的接收通常出現(xiàn)在電纜上。

單一外部過濾器

然而,有幾個(gè)原因表明,使用內(nèi)部過濾器指定AC-DC可能不是最好的方法。例如,如果僅使用內(nèi)部過濾器無法實(shí)現(xiàn)完全的EMC兼容性,那么可能還需要向設(shè)計(jì)中添加外部過濾器。這不僅會(huì)增加部件的總成本,還會(huì)占用更多的工程資源。額外的濾波帶來的歐姆損失肯定會(huì)對(duì)整體系統(tǒng)效率產(chǎn)生影響。此外,在某些情況下,內(nèi)部和外部濾波器可能會(huì)相互作用,在某些頻率引起共振,從而可能增加EMI水平。

與這種設(shè)計(jì)過度且效率低下的安排不同,只有一個(gè)外部過濾器可以證明是一個(gè)更好的解決方案。這樣的濾波器將位于交流進(jìn)口附近,并更好地與實(shí)際的系統(tǒng)負(fù)載匹配。內(nèi)部過濾器往往具有在輸出負(fù)載和溫度水平方面處理最壞情況的規(guī)范。然而,實(shí)際的應(yīng)用程序可能沒有這些苛刻的要求。因此,如果一個(gè)外部的過濾器是來源和添加到系統(tǒng)后,在合并了psu或pus,這可能是顯著的便宜,也有一個(gè)較小的格式。從工程和商業(yè)的角度來看,這兩者都是有利的.

在一個(gè)設(shè)計(jì)中,有幾個(gè)PUS放置在一個(gè)N+N配置中,其中至少有一個(gè)連續(xù)的空轉(zhuǎn),有一個(gè)外部的通用濾波器的評(píng)級(jí)僅為實(shí)際的數(shù)量在任何時(shí)候的PUS的電源是可能的。對(duì)于每一個(gè)特別用途股的內(nèi)部過濾器的需求將被抵消,并可實(shí)現(xiàn)顯著的降低材料包成本。

圖2 與單一濾波器的流線型方法相比,多個(gè)PUS(左)上的單個(gè)濾波器(右)。

最佳過濾策略

當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)具有多個(gè)功能時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)其他問題。附加效應(yīng)將意味著所看到的EMI特性更加復(fù)雜,結(jié)果是外部濾波被要求。這將導(dǎo)致所涉及的所有不同過濾器之間的相互作用,特別是在特定時(shí)間未加載的過濾器。需要認(rèn)真考慮每個(gè)濾波器的泄漏電流對(duì)系統(tǒng)整體效率的影響。

在設(shè)計(jì)工程師面前,崔可以為他們提供各種可能的選擇,允許他們關(guān)注不同的用例場景。解決方案可以包括EMI篩選器,也可以不包括在內(nèi),這取決于應(yīng)用程序環(huán)境的要求。這些都符合CISPRR32B類限制作為電路板模塊的內(nèi)部濾波。它們是二級(jí)安全等級(jí)--包括額外的絕緣材料--泄漏電流很低,因此系統(tǒng)的操作參數(shù)不會(huì)受到影響。

另一個(gè)例子是15W級(jí)的?15B系列 .在本系列中合并的AC-DC單元包含了濾波,從而使它們能夠滿足B類EMC要求。由于這些都是打開的框架,其固有的EMI水平較低,所以所需的過濾水平是非常小的。這意味著所需的額外費(fèi)用最少。

為了進(jìn)一步降低總成本,?PBC-15C系列 不包括內(nèi)部過濾。相反,這些15W輸出單元依賴于系統(tǒng)過濾器的支持,在許多情況下,它已經(jīng)需要存在。同樣,低電流泄漏也得到維護(hù)。

雖然確保滿足EMC要求至關(guān)重要,但這可以通過多種方式實(shí)現(xiàn)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),最優(yōu)濾波策略可以采取完全不同的形式。通過考慮如何最好地應(yīng)用過濾,可以避免與認(rèn)證相關(guān)的大部分工程努力,同時(shí)降低BOM成本,避免相互作用和當(dāng)前的泄漏問題。