Jako dostawca konwerterów DCDC Eenergy Storage, rozumiem kluczową rolę, jaką odgrywają te urządzenia w nowoczesnych systemach magazynowania energii. Zatrzymania elektromagnetyczne (EMI) jest powszechnym wyzwaniem w konwerterach DCDC, które mogą zdegradować wydajność samego konwertera i innych urządzeń elektronicznych w pobliżu. W tym poście na blogu podzielę się niektórymi skutecznymi strategiami mającymi na celu zmniejszenie EMI konwerterów DCDC magazynowania energii.
Zrozumienie EMI w przechowywaniu energii konwerterów DCDC
EMI w konwerterach DCDC jest głównie spowodowane działaniem przełączania o wysokiej częstotliwości. Gdy przełącznik zasilania w konwerterie DCDC szybko się włącza i wyłącza, generuje stromy prąd i napięcie. Przejściy te zawierają szeroki zakres częstotliwości, z których niektóre mogą promieniować do otaczającego środowiska lub łączyć się w inne obwody przez ścieżki przewodzące, powodując zakłócenia.
Istnieją dwa główne typy EMI: przeprowadzone EMI i promieniowane EMI. Przeprowadzone EMI podróżuje wzdłuż linii energii i linii sygnałów, podczas gdy promieniowanie EMI jest emitowane do powietrza jako fale elektromagnetyczne. Oba typy mogą mieć negatywny wpływ na wydajność systemu magazynowania energii i innych urządzeń elektronicznych.
Strategie ograniczania przeprowadzonych EMI
Projektowanie filtra
Jednym z najskuteczniejszych sposobów ograniczenia przeprowadzonego EMI jest użycie filtrów. Dobrze zaprojektowany filtr może osłabić komponenty o wysokiej częstotliwości szumu generowanego przez konwerter DCDC.
Filtr wejściowy: Filtr wejściowy jest umieszczany na wejściu konwertera DCDC. Zazwyczaj składa się z cewek i kondensatorów. Induktor blokuje prąd o wysokiej częstotliwości, podczas gdy kondensator zapewnia ścieżkę niskiej impedancji dla szumu o wysokiej częstotliwości do uziemienia. Na przykład wspólny dławik - można użyć do tłumienia szumu wspólnego - hałasu, który jest szumem, który pojawia się na obu liniach energetycznych o tej samej fazie. Wartość induktora i kondensatora w filtrze wejściowym musi być starannie wybrana na podstawie częstotliwości roboczej konwertera DCDC i pożądanego poziomu tłumienia.
Filtr wyjściowy: Podobnie do filtra wejściowego filtr wyjściowy jest używany na wyjściu konwertera DCDC. Pomaga wygładzić napięcie wyjściowe i zmniejszyć szum wysokiej częstotliwości, który można przesyłać do obciążenia. Filtr wyjściowy może również poprawić stabilność napięcia wyjściowego. W przypadku zastosowań do magazynowania energii często stosuje się filtr o niskiej zawartości przełęczy, aby umożliwić przechodzenie komponentu DC napięcia wyjściowego podczas blokowania szumu o wysokiej częstotliwości.
Uziemienie i układ
Właściwe uziemienie i układ PCB mają kluczowe znaczenie dla zmniejszenia przeprowadzonego EMI.
Grunt: Dobry system uziemienia zapewnia ścieżkę impedancji o niskiej impedancji, aby szum o wysokiej częstotliwości spływa do źródła. W konwerterze DCDC uziemienie mocy i podłoże sygnału powinny być oddzielone, aby uniknąć sprzężenia między obwodami mocy i sygnału. Płaszczyzna uziemienia na PCB powinna być tak duża, jak to możliwe, aby zmniejszyć impedancję gruntu. Ponadto punkty uziemienia różnych komponentów powinny być starannie podłączone, aby zapobiec pętle uziemienia, które mogą wygenerować dodatkowe EMI.
Układ PCB: Układ PCB może znacząco wpłynąć na wydajność EMI konwertera DCDC. Ślady mocy powinny być krótkie i szerokie, aby zmniejszyć indukcyjność i opór. Komponenty o wysokiej częstotliwości, takie jak przełącznik zasilania i kondensator wyjściowy, powinny być umieszczone blisko siebie, aby zminimalizować powierzchnię pętli. Pomaga to zmniejszyć pole magnetyczne generowane przez pętle prądu o wysokiej częstotliwości, które jest głównym źródłem promieniowania EMI.
Strategie ograniczające promieniowane EMI
Zastawianie
Charowanie jest skuteczną metodą zmniejszania promieniowanych EMI. Tarcza może być używana do zamknięcia konwertera DCDC i zapobiegania ucieczce fali elektromagnetycznej do otaczającego środowiska.
Metalowa obudowa: Metalowa obudowa może działać jak tarcza. Powinien być odpowiednio uziemiony, aby zapewnić ścieżkę impedancji o niskiej impedancji dla prądu indukowanego. Metalowa obudowa może być wykonana z materiałów takich jak aluminium lub stal. Należy jednak zaprojektować obudowę, aby umożliwić prawidłową wentylację, aby zapobiec przegrzaniu konwertera DCDC.
Taśma ekranowa i uszczelki: Taśma chroniąca może być używana do pokrycia szwów i otworów w obudowie w celu poprawy skuteczności osłony. Uszczelki można również zastosować, aby zapewnić dobry kontakt elektryczny między różnymi częściami obudowy.
Optymalizacja częstotliwości przełączania
Częstotliwość przełączania konwertera DCDC ma znaczący wpływ na promieniowany EMI. Wyższe częstotliwości przełączania generalnie powodują, że szum wyższej częstotliwości, które częściej promują.
Modulacja częstotliwości: Modulując częstotliwość przełączania, energię o wysokiej częstotliwości można rozłożyć w szerszym zakresie częstotliwości. Zmniejsza to szczytową amplitudę promieniowanego EMI. Na przykład można zastosować technikę modulacji częstotliwości losowej, w której częstotliwość przełączania jest zmienna losowo w określonym zakresie. Utrudnia to promieniowanemu EMI zakłócanie innych urządzeń elektronicznych.
Wybór komponentów
Wybór komponentów w konwerterie DCDC może również wpływać na wydajność EMI.
Przełączniki zasilania
Przełączniki zasilania, takie jak MOSFETS lub IGBT, są głównymi źródłami szumu o wysokiej częstotliwości w konwerterze DCDC. Wybór przełączników zasilania z niskimi stratami przełączania i szybkim czasem przełączania może zmniejszyć szum wysokiej częstotliwości. Ponadto zbudowano niektóre przełączniki zasilania - w funkcjach w celu zmniejszenia EMI, takich jak stosowanie technik przełączania miękkiego.
Kondensatory
Kondensatory są używane w filtrach wejściowych i wyjściowych konwertera DCDC. Typ i wartość kondensatorów może wpływać na wydajność EMI. Na przykład kondensatory ceramiczne są często stosowane do filtrowania o wysokiej częstotliwości ze względu na ich niską równoważną oporność szeregową (ESR) i charakterystykę o wysokiej częstotliwości. Jednak wartość pojemności musi być starannie wybrana, aby zapewnić pożądany efekt filtrowania bez powodowania niestabilności w obwodzie.
Wniosek
Zmniejszenie EMI przechowywania energii konwerterów DCDC jest złożonym, ale niezbędnym zadaniem. Wdrażając skuteczne strategie, takie jak projektowanie filtra, prawidłowe uziemienie i układ, ekranowanie, optymalizacja częstotliwości przełączania i staranny wybór komponentów, możemy znacznie zmniejszyć zarówno przeprowadzone, jak i promieniowane EMI.
Jako dostawcaEenergy Storage DCDCKonwertery, jesteśmy zaangażowani w zapewnianie produktów o wysokiej jakości o niskim poziomie EMI. NaszZasilanie DCDCIKonwerter DCDC do ładowania pojazdów elektrycznychzostały zaprojektowane z zaawansowanymi technikami redukcji EMI w celu spełnienia surowych wymagań różnych aplikacji.
Jeśli jesteś zainteresowany naszymi produktami lub masz pytania dotyczące zmniejszenia EMI w konwerterach DCDC, skontaktuj się z nami w celu uzyskania zamówień i dalszych dyskusji technicznych.
Odniesienia
- Mohan, N., Undeland, TM i Robbins, WP (2002). Power Electronics: Converters, Applications and Design. Wiley.
- Ott, HW (2009). Techniki redukcji szumów w systemach elektronicznych. Wiley - Interscience.