Электромагнитные помехи в импульсныx стабилизаторах

September 20, 2013 by admin Комментировать »

Электромагнитные помехи – неотъемлемая часть функционирования импульсныx стабилизаторов. Помехи проявляются в двух формах: наведенной (связанной с прохождением тока в подводящих и отводящих проводниках) и излученной генерирующей электрические и магнитные поля). Хотя поля обычно не влияют на сам стабилизатор, но могут оказывать негативное воздействие на окружающие электрические схемы. Основные принципы, которыми следует руководствоваться для сведения электромагнитных помех к минимуму, следующие:

1.Не прокладывать проводники заземления с большими возвратными токами рядом с выводами обратной связи. На рис. 7.5 приведены примеры правильного и неверного монтажа заземляющего проводника и провода обратной связи для схем с импульсными стабилизаторами. Даже при максимальной простоте использования маломощных интегральных схем импульсных стабилизаторов следует уделить внимание как монтажной схеме, так и трассировке проводников при макетировании печатной схемы. Это требование очень важно при уровнях мощности более 1 Вт или использовании быстродействующих (с повышенной частотой работы) широтно-импульсных модуляторов (ШИМ). Нужно особо трассировать сильноточные проводники и минимизировать их

Рис. 7.5. Примеры неверного и правильного выполнения заземления и прокладки возвратных проводов для схем импульсных стабилизаторов

длину – это относится прежде всего к проводникам заземления. Следует использовать заземление, выполняемое в виде звезды, когда все проводники заземления сходятся в одной точке.’ Любой конденсатор входного фильтра должен располагаться на монтажной схеме как можно ближе к ИС. Необходимо свести к минимуму любую паразитную емкость на выводах обратной связи ИС. Все компенсационные и развязывающие конденсаторы нужно подключать к хорошо фильтруемой точке схемы (такой, например, как аналоговый заземляющий вывод).

2.        Использовать дроссели или трансформаторы только с низким уровнем электромагнитных помех, например на тороидальных или броневых сердечниках Не рекомендуется применять дроссели со стержневыми сердечниками, а при необходимости использования их следует располагать в выходном фильтре, где токи пульсаций невелики. Значения индуктивностей дросселей должны точно соответствовать тем, что приведены на схеме. На рис. 7.6 представлены типичные осциллограммы формы сигнала, полученные при применении «плохого» и «хорошего» дросселей. Как правило, основные проблемы, возникающие из-за дросселей (за исключением установки дросселя с неподходящим значением индуктивности), могут быть связаны с применением дросселя с неверным значением насыщения (пиковый ток) либо с чрезмерным сопротивлением по постоянному току. При насыщении устройства ток нарастает экспоненциально. При избыточной величине сопротивления наблюдается отчетливая LR-характеристика. Если форма сигнала имеет небольшие, но нехарактерные дугообразные искажения, то, скорее всего, налицо проявления обоих дефектов дросселя.

3.        Прокладывать все проводники с токами, имеющими высокий уровень пульсаций, над экранирующей плоскостью с целью минимизации наведенных полей. Это относится к проводам, подсоединяющим в схеме ограничительные диоды, входные и выходные конденсаторы, демпфирующие элементы и дроссели, к проводам, подключаемым к входным и импульсным выводам интегральных микросхем, и проводам питания. Все они должны иметь минимальную длину, а сами элементы – располагаться как можно ближе к экранирующей плоскости.

4.        Разносить на максимальное расстояние чувствительные проводники с малым уровнем сигнала и использовать приемы взаимной компенсации электромагнитных полей, например дифференциальные линии на основе проводов с витой парой.

5.        При необходимости добавить на ограничительный диод ферритовое кольцо, снижающее выбросы, чтобы подавить высшие гармоники, которые могут образовывать значительные переходные напряжения в момент выключения. Нужно тщательно исследовать форму каждого коммутируемого сигнала.

6.        Если помехи от входных линий создают определенные проблемы, то нужно установить входной фильтр. Достаточно дросселя с индуктивностью в несколько микрогенри, чтобы стандартный входной конденсатор поглотил почти все токовые пульсации, возникающие на входе стабилизатора.

Рис.7.6

Характерная форма тока, определяемая харошим или плохим качеством дроссепя

Примечание к рис.: а) нормальный режим работы, линейный характер процесса заряда и разряда; б) режим насыщения – нелинейный рост тока дросселя в области пика; в) повышенное сопротивление:

1.          Высокое сопротивление обмотки.

2.          Высокое сопротивление транзистора во включенном состоянии.

3.          Высокое сопротивление источника питания.

Источник: Ленк Д., 500 практических схем на популярных ИС: Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, – 44 с.: ил. (Серия «Учебник»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты