Анализ характеристик электромагнитных помех и метод подавления магнитного ближнего света.

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 7767 (2022) Цитировать эту статью

Доступы 1946 г.

1 Альтметрика

Подробности о метриках

При постоянном улучшении плотности мощности адаптера подачи мощности (PD) частота переключения увеличивается, а громкость уменьшается. Проблемы с электромагнитными помехами, вызванные эффектами магнитной связи в ближнем поле, стали узкими местами в подавлении электромагнитных помех адаптером PD. В этой статье глубоко анализируются характеристики связи магнитного поля и выводится эквивалентная схема, учитывающая эффекты связи в ближнем поле. В соответствии с теорией электромагнитного поля созданы математические модели ближней связи между трансформатором, а также цепями силовой платы и входной вилкой. На основании этого исследовано влияние параметров конструкции входной вилки. Наконец, предлагается новая структура контура входной вилки, которая может уменьшить эффекты связи в ближнем поле между трансформатором, а также цепями силовой платы и входной вилкой. Результаты эксперимента подтверждают правильность и эффективность теоретического анализа.

С продолжающимся увеличением плотности мощности адаптера подачи питания (PD) расстояние между устройствами становится все ближе и ближе. Электромагнитная связь между двумя компонентами становится огромной. Кроме того, электромагнитные помехи (EMI), вызванные эффектами связи в ближнем поле, стали узким местом в конструкции адаптера PD1,2,3. Эффекты связи в ближнем поле трудно понять и справиться с ними.

Что касается влияния магнитной связи ближнего поля на электромагнитные помехи, результаты исследований в основном сосредоточены на влиянии связи ближнего поля между компонентами магнитной мощности и фильтром электромагнитных помех4,5,6,7,8. В работе 6 анализируется распределение магнитного поля рассеяния дросселя коррекции коэффициента мощности (PFC) и чувствительность синфазного дросселя (CM) в преобразователе PFC. Это показывает, что вносимые потери фильтра электромагнитных помех могут ухудшаться из-за связи магнитного поля между дросселями PFC и CM. В работе 7 было проанализировано распределение магнитного поля планарного трансформатора и влияние на дроссельную катушку CM в источнике питания. Кроме того, предложены компоновка, экранирование и метод проектирования дросселя CM для уменьшения эффектов магнитной связи в ближнем поле и подавления электромагнитных помех.

Кроме того, на характеристики фильтра электромагнитных помех также может влиять магнитная связь ближнего поля между компонентами внутри фильтра электромагнитных помех8,9,10,11. В работе 8 анализируется связь в ближнем поле между двумя шунтирующими конденсаторами в фильтре электромагнитных помех и предлагается метод отрицательной взаимной связи для компенсации эквивалентной последовательной индуктивности (ESL) конденсаторов. В [9] анализируется электромагнитная связь CLC-фильтра электромагнитных помех. Предложен метод балансировки паразитной индуктивной и емкостной связи между двумя конденсаторами. Он может оптимизировать работу фильтра электромагнитных помех. В [10] анализируется связь магнитного поля в двухкаскадном фильтре электромагнитных помех. Предлагается метод последовательного интегрирования индукторов с использованием эффектов связи ближнего поля для улучшения низкочастотных характеристик фильтра электромагнитных помех DM.

Однако входная вилка рядом с высокочастотными силовыми цепями также является возможным путем распространения шума из-за эффектов связи в ближнем поле, особенно в приложениях с высокой плотностью мощности12,13,14. Двухпроводной дроссель CM с параллельной обмоткой в ​​адаптере PD обычно используется для уменьшения эффектов связи в ближнем поле между силовыми магнитными компонентами и дросселем CM. В этом случае пути связи ближнего поля в компактном адаптере PD сильно отличаются от традиционных.

Поэтому в этой статье анализируются характеристики связи в ближнем поле в компактном адаптере частичного разряда и исследуется влияние связи в ближнем поле на шумы, проводимые DM. Связь магнитного поля между трансформатором, а также контурами силового тока печатной платы и контуром входной вилки интенсивно изучается. Построены математические модели связи, затем предложен метод оптимизации связи в ближнем поле. Наконец, эксперименты подтверждают правильность и гибкость теоретического анализа.