Arus mod pembezaan dan mod biasa boleh menyebabkan produk anda menghasilkan pelepasan yang dipancarkan dan dikendalikan. Tiga teknik ini boleh membantu anda mengukurnya.
Jika anda telah menangani isu EMC untuk apa-apa tempoh masa, anda mungkin menghadapi istilah "arus mod biasa", yang sering membawa kepada pelepasan terpancar. Arus mod biasa (CM) dan mod pembezaan (DM) daripada input kuasa bekalan kuasa boleh menyebabkan pelepasan yang dikendalikan daripada kabel. Had seluruh dunia pada gangguan elektromagnet (EMI) yang dikendalikan boleh menyebabkan produk gagal dalam ujian pematuhan.
Beberapa mekanisme mencipta arus mod biasa (ICM). Arus mod pembezaan (IDM) terhasil daripada voltan input yang memacu litar penukaran kuasa pensuisan. Arus CM biasanya terhasil daripada bunyi pensuisan peranti kuasa yang digandingkan secara kapasitif kepada satah rujukan atau struktur casis. Pembetulan dan pensuisan kuasa menyebabkan arus pensuisan harmonik yang tinggi. Kami menggunakan penapisan input untuk meminimumkan bunyi pensuisan (EMI) ini daripada gandingan kepada sesalur kuasa atau port input DC.
Rajah 1 menunjukkan cara bahagian penapis talian yang berbeza mempengaruhi kedua-dua arus DM dan CM. Sebagai contoh, "X" kapasitor ditambah dengan kearuhan DM pencekik boleh mengurangkan DM EMI. Dengan cara yang sama, kapasitor "Y" ditambah dengan kearuhan CM pencekik boleh mengurangkan CM EMI. Keupayaan untuk mengukur secara berasingan sumbangan DM dan CM EMI membolehkan kami menentukan nilai komponen penapis yang sesuai untuk meminimumkan EMI berganding ini.
Kaedah biasa untuk menilai pelepasan terkendali (CE) adalah melalui rangkaian penstabilan impedans-impedans talian (LISN). Malangnya, ini hanya merancang gabungan DM dan CM EMI pada sama ada sisi Garis atau Neutral input sesalur AC. Untuk mereka bentuk penapis input dengan betul, kita benar-benar perlu mengukur DM dan CM EMI secara berasingan.
Terdapat tiga kaedah yang saya gunakan untuk membantu memisahkan komponen hingar DM dan CM: probe arus RF, peranti daripada Tekbox yang dipanggil "LISN Mate," dan penganalisis baharu oleh EMZER, dipanggil EMScope.
Kaedah siasatan arus RF
Ini mungkin kaedah yang paling mudah. Probe arus RF, apabila disambungkan kepada penganalisis spektrum, boleh mengukur arus harmonik RF yang sangat kecil yang menghasilkan EMI yang dikendalikan. Dengan mengapit probe semasa di sekeliling kedua-dua talian dan wayar neutral, kami mengukur jumlah CM EMI (Rajah 2).
Dengan membalikkan salah satu wayar ini (tidak kira yang mana), kami mengukur dua kali DM EMI, iaitu 6 dB lebih tinggi (Rajah 3).
Rajah 4 menunjukkan plot gabungan DM dan CM EMI. Kita boleh lihat voltan DM lebih tinggi daripada CM pada frekuensi terendah dalam kes bekalan kuasa AC ini.
Kaedah LISN Mate
Menilai bekalan kuasa untuk pelepasan yang dijalankan memerlukan LISN. Penyelesaian Digital Tekbox mengeluarkan peranti yang dipanggil LISN Mate (Rajah 5). LISN Mate termasuk litar yang memisahkan isyarat harmonik DM daripada CM, yang berharga untuk menilai litar penapis. Tekbox menentukannya daripada 30 kHz hingga 110 MHz tetapi mencirikannya sehingga 150 MHz.
Untuk memisahkan DM dan CM menggunakan LISN Mate, memerlukan dua LISN disambungkan seperti dalam Rajah 6.
Rajah 7 menunjukkan DM dan CM EMI daripada papan demo penukar TI TPS54525 DC-DC. Dua Tekbox TBOH01 DC LISN berasingan telah digunakan. Plot DM lebih tinggi daripada plot CM dalam kes ini, jadi saya akan mulakan dengan penapis DM, seperti kapasitor "X" merentas input DC. Kemungkinan besar, kami juga memerlukan CM choke atau sekurang-kurangnya induktor siri dalam baris +DC.
Dapat melihat perbezaan dalam DM berbanding CM EMI, kami boleh menentukan komponen penapis yang betul sahaja.
Kaedah EMScope
EMSscope (Rajah 8)adalah instrumen semua-dalam-satu yang mengandungi dua 50 µH LISN dan penganalisis spektrum yang meliputi 9 kHz hingga 30 MHz (pilihan dilanjutkan kepada 110 MHz) dan boleh memaparkan pelepasan yang dikendalikan (Line-Gnd, Neutral-Gnd), DM atau CM EMI, atau gabungan keempat-empat dalam satu paparan. Ia juga mempunyai pengesan puncak, kuasi-puncak dan purata serta boleh memaparkan sebarang kombinasi atau ketiga-tiganya bersama-sama. Oleh kerana EMScope ialah penganalisis berasaskan FFT masa nyata, sapuan adalah pantas, dengan kemas kini untuk semua jejak yang dipaparkan kira-kira setiap saat.
Rajah 9 menunjukkan plot DM dan CM yang terhasil daripada mentol lampu LED Utilitech 60 W (setara) yang lebih lama berbanding dengan standard CISPR 15 EMC untuk luminair. Ia gagal teruk.
Saya menikmati kemudahan dan serba boleh EMScope dan hakikat ia boleh digunakan dengan mana-mana pelayar web.
Kit penapis talian kuasa
Saya akan menutup artikel ini dengan menyebut salah satu kit kegemaran saya daripada Würth Elektronik: “Design Your Filter Kit,” nombor 744998 (Rajah 10). Kit ini boleh membantu anda mereka bentuk penapis EMI untuk aplikasi DC atau AC. Manual arahan yang disertakan membantu memilih komponen yang betul bergantung pada plot DM atau CM yang diukur menggunakan tiga kaedah di atas.
Ringkasan
Walaupun probe arus RF agak mahal, ia juga paling mudah digunakan untuk memisahkan DM dan CM EMI. Tekbox LISN Mate akan berguna jika anda menyediakan bangku ujian khusus untuk mengukur pelepasan bekalan kuasa. Setelah disediakan, ukurannya agak cepat.
Saya suka fleksibiliti EMScope dan kurang daripada $10k, akan menjadi tambahan yang berharga kepada bangku ujian anda. Ia bukan sahaja akan memaparkan DM dan CM EMI, tetapi garisan konvensional dan pelepasan neutral, dengan pengesanan sama ada puncak, separa puncak atau purata, semuanya dipaparkan serentak atau dalam gabungan Oleh itu, ia berfungsi dengan baik untuk ujian pra-pematuhan atau pematuhan, serta membantu dengan reka bentuk penapis.