通过内部或外部过滤方法实现电磁兼容性

尽管作为离散单位,电源通常能够遵守有关电磁干扰的规定,但必须在一个完整的系统中验证遵守情况。如果需要将一个新的AC-DC电源单元(psu)整合到系统设计中,这意味着所涉及的工程团队必须自己处理EMI方面的问题,从而应对众多挑战。本文将讨论需要解决的问题以及如何最大限度地减少工作负载。

根据最终产品的市场需求,工程师需要了解某些EMI标准。在美国,有公平竞争委员会第15类A和B,而全球将适用独立选举委员会第32类A和B标准。虽然应该认识到这些标准并非完全相同,但它们仍然相当一致。因此,只要其中之一得到合理程度的容忍,它就能够与另一目标一致。

对于这两个标准,A类涉及在商业、工业或商业环境中使用的设备。相反,B类涉及住宅使用。后者具有更大的严格性,因为设备被认为是在控制较少的环境中运行,发生交叉干扰的可能性更大。

在生产时,psu制造商通常会确保其设备符合上述EMC标准之一。这是在单独测试它们的时候,而不是与它们最终将具有的系统结合起来。由于法定电磁兼容性(EMC)认证适用于整个系统,因此,psu产生的噪声必须添加到数据线、时钟和类似的数据中。然后,总数必须低于标准认为可以接受的数字。

当只涉及一个psu时,系统很有可能达到必要的emc合规性。因此,工程师可以避免将外部滤波纳入其设计中的困难。正如我们将看到的,一旦考虑到多个主系统,事情就变得越来越复杂。

在系统中作为模块安装的AC-DCS通常会有一个连接底盘主连接器或飞行引导器的有线连接,在那里进行EMI测量。这意味着这条电缆可能会被接收到,这可能会增加不遵守EMC的风险。只要AC-DC模块的EMC符合性有一个合理的余地,那么系统应该能够获得认证,只要注意接地和电缆路由。

图1 EMI的接收通常出现在电缆上。

单一外部过滤器

然而,有几个原因表明,使用内部过滤器指定AC-DC可能不是最好的方法。例如,如果仅使用内部过滤器无法实现完全的EMC兼容性,那么可能还需要向设计中添加外部过滤器。这不仅会增加部件的总成本,还会占用更多的工程资源。额外的滤波带来的欧姆损失肯定会对整体系统效率产生影响。此外,在某些情况下,内部和外部滤波器可能会相互作用,在某些频率引起共振,从而可能增加EMI水平。

与这种设计过度且效率低下的安排不同,只有一个外部过滤器可以证明是一个更好的解决方案。这样的滤波器将位于交流进口附近,并更好地与实际的系统负载匹配。内部过滤器往往具有在输出负载和温度水平方面处理最坏情况的规范。然而,实际的应用程序可能没有这些苛刻的要求。因此,如果一个外部的过滤器是来源和添加到系统后,在合并了psu或pus,这可能是显著的便宜,也有一个较小的格式。从工程和商业的角度来看,这两者都是有利的.

在一个设计中,有几个PUS放置在一个N+N配置中,其中至少有一个连续的空转,有一个外部的通用滤波器的评级仅为实际的数量在任何时候的PUS的电源是可能的。对于每一个特别用途股的内部过滤器的需求将被抵消,并可实现显著的降低材料包成本。

图2 与单一滤波器的流线型方法相比,多个PUS(左)上的单个滤波器(右)。

最佳过滤策略

当一个系统具有多个功能时,可能会出现其他问题。附加效应将意味着所看到的EMI特性更加复杂,结果是外部滤波被要求。这将导致所涉及的所有不同过滤器之间的相互作用,特别是在特定时间未加载的过滤器。需要认真考虑每个滤波器的泄漏电流对系统整体效率的影响。

在设计工程师面前,崔可以为他们提供各种可能的选择,允许他们关注不同的用例场景。解决方案可以包括EMI筛选器,也可以不包括在内,这取决于应用程序环境的要求。这些都符合CISPRR32B类限制作为电路板模块的内部滤波。它们是二级安全等级--包括额外的绝缘材料--泄漏电流很低,因此系统的操作参数不会受到影响。

另一个例子是15W级的 15B系列 .在本系列中合并的AC-DC单元包含了滤波,从而使它们能够满足B类EMC要求。由于这些都是打开的框架,其固有的EMI水平较低,所以所需的过滤水平是非常小的。这意味着所需的额外费用最少。

为了进一步降低总成本, PBC-15C系列 不包括内部过滤。相反,这些15W输出单元依赖于系统过滤器的支持,在许多情况下,它已经需要存在。同样,低电流泄漏也得到维护。

虽然确保满足EMC要求至关重要,但这可以通过多种方式实现。根据标准,最优滤波策略可以采取完全不同的形式。通过考虑如何最好地应用过滤,可以避免与认证相关的大部分工程努力,同时降低BOM成本,避免相互作用和当前的泄漏问题。