ثلاثة تدابير لمكافحة التداخل من الأجهزة

2022-02-11 09:45:10

 

نظرًا لأن مصدر الطاقة الأصلي LED هو مصدر طاقة خطي، إلا أن مصدر الطاقة الخطي سيفقد الكثير من الطاقة في شكل حرارة عند العمل. وضع عمل مصدر الطاقة الخطي، بحيث يجب أن يكون لديه جهاز جهد من الجهد العالي إلى الجهد المنخفض، وعادة ما تكون محولات، ثم من خلال تصحيح جهد خرج التيار المستمر. على الرغم من الضخامة والحرارة، فإن الميزة هي أن التداخل الخارجي صغير، والتداخل الكهرومغناطيسي صغير، ولكن من السهل أيضًا حله. والآن باستخدام المزيد من مصدر طاقة تبديل LED، يكون في شكل مصدر طاقة محرك LED PWM هو السماح للترانزستور بالطاقة بالعمل في حالة التشغيل والإيقاف. في التوصيل، يكون الجهد منخفضًا والتيار كبير؛ عند إيقاف التشغيل، يكون الجهد مرتفعًا والتيار صغيرًا، وبالتالي فإن الخسارة الناتجة عن جهاز أشباه الموصلات للطاقة صغيرة جدًا أيضًا. العيب أكثر وضوحًا، والتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) أكثر خطورة.

 

التوافق الكهرومغناطيسي لإمدادات الطاقة LED هو عمومًا دائرة التبديل في مصدر الطاقة. تعد دائرة التبديل أحد مصادر التداخل الرئيسية لإمدادات الطاقة التبديلية. تعد دائرة التبديل جوهر مصدر طاقة محرك LED. تتكون دائرة التبديل بشكل أساسي من أنبوب التبديل ومحول التردد العالي. يتميز DU / DT الناتج عنها بنبضة أكبر ونطاق تردد أوسع وتوافقيات غنية.

 

السبب الرئيسي وراء هذا التداخل النبضي عالي التردد هو أن أنبوب التبديل محمل بالملف الأساسي للمحول عالي التردد وهو حمل حثي. في لحظة التوصيل، ينتج الملف الأساسي تيار زيادة كبير، ويظهر جهد ذروة زيادة مرتفع عند طرفي الملف الأساسي؛ في لحظة الانفصال، بسبب تسرب تدفق الملف الأساسي، لا ينتقل جزء من الطاقة من الملف الأساسي إلى الملف الثانوي، وتتشكل تذبذبات مخففة ذات ذروات حادة في الدائرة، والتي يتم وضعها فوق جهد الإيقاف لتشكيل ذروة جهد الإيقاف. تنتج النبضات عالية التردد المزيد من الانبعاثات، وتنتج الإشارات الدورية المزيد من الانبعاثات. في نظام إمداد الطاقة LED، يتم توليد ارتفاع التيار بواسطة دائرة التبديل، والتي تولد أيضًا ارتفاعًا في التيار عندما يتغير تيار الحمل. هذا هو أحد مصادر التداخل الكهرومغناطيسي.

 

في جميع مشاكل التداخل الكهرومغناطيسي تقريبًا، يكون السبب الرئيسي هو التأريض غير السليم. هناك ثلاث طرق لتأريض الإشارة: نقطة واحدة، ونقاط متعددة ومختلطة. عندما يكون تردد دائرة التبديل أقل من 1 ميجا هرتز، يمكن اعتماد طريقة التأريض بنقطة واحدة، لكنها غير مناسبة للترددات العالية؛ في تطبيقات الترددات العالية، يفضل التأريض بنقاط متعددة.

 

التأريض المختلط هو طريقة للتأريض بنقطة واحدة للترددات المنخفضة والتأريض بنقاط متعددة للترددات العالية. تخطيط الأرض هو المفتاح. لا ينبغي خلط دائرة التأريض للدائرة الرقمية عالية التردد والدائرة التناظرية منخفضة المستوى. يمكن القول إن توصيل لوحة الدائرة المطبوعة (PCB) بشكل صحيح أمر بالغ الأهمية لمنع التداخل الكهرومغناطيسي.

 

في مصدر طاقة LED، هناك عدد من إمدادات الطاقة LED الذكية التي يتم التحكم فيها بواسطة كمبيوتر دقيق أحادي الشريحة، وبعض إمدادات الطاقة LED بواسطة كمبيوتر دقيق أحادي الشريحة تتحكم في نسبة واجب دائرة التبديل، ويلعب مراقب نظام الكمبيوتر الدقيق أحادي الشريحة لكامل تشغيل مصدر طاقة LED دورًا مهمًا على وجه الخصوص، نظرًا لأن بعض مصادر التداخل لا يمكن عزلها جميعًا أو بالإضافة إلى ذلك، بمجرد أن تتداخل وحدة المعالجة المركزية مع التشغيل العادي للبرنامج، فإن الجمع بين نظام إعادة الضبط ومعالجة البرنامج هو دفاع فعال لتصحيح الأخطاء.

هناك نظامان شائعان لإعادة الضبط:

① نظام إعادة الضبط الخارجي. يمكن تصميم دوائر المراقبة الخارجية داخليًا أو تصنيعها باستخدام شرائح مراقبة مخصصة. وبالتالي، إذا علق نظام البرنامج في حلقة لا نهائية، وصادف أن تحتوي الحلقة على إشارة "إطعام الكلب"، فلن تتمكن دائرة إعادة الضبط من أداء وظيفتها المقصودة.

(2) هناك المزيد والمزيد من إمدادات الطاقة LED مع نظام إعادة تعيين الشريحة الخاصة بها، لذلك يمكن للمستخدمين بسهولة استخدام مؤقت إعادة تعيين القسم، ومع ذلك، فإن بعض تعليمات إعادة تعيين دائرة التحكم في إمدادات الطاقة LED الذكية بسيطة للغاية، والتي ستوجد أيضًا مثل تعليمات "الكلب" في الحلقة اللانهائية، مما يجعلها تفقد دور المراقبة.

لحل مشكلة التداخل الكهرومغناطيسي لمصدر طاقة تشغيل LED، يمكننا البدء من الجوانب التالية من الأجهزة:

1. تقليل تداخل مصدر الطاقة التبديلي نفسه: تقنية التبديل الناعم، في دائرة التبديل الصلبة الأصلية لزيادة عناصر المحاثة والسعة، باستخدام رنين المحاثة والسعة، وتقليل عملية التبديل DU/DT وDI/DT، بحيث يكون جهاز التبديل عندما ينخفض ​​الجهد قبل ارتفاع التيار، أو يوقف انخفاض التيار قبل ارتفاع الجهد، للقضاء على تداخل الجهد والتيار. تقنية تعديل تردد التبديل، عن طريق تعديل تردد التبديل FC، مع التركيز على FC وتوافقياتها 2FC، 3FC... من أجل تقليل سعة EMI عند كل نقطة تردد. اختيار المكونات، اختر المكونات التي ليس من السهل إنتاج الضوضاء، وليس من السهل توصيلها وضوضاء الإشعاع. عادة ما يتم إيلاء اهتمام خاص لاختيار مكونات اللف مثل الثنائيات والمحولات. يعد الصمام الثنائي السريع الاسترداد مع تيار الاسترداد العكسي المنخفض ووقت الاسترداد القصير جهازًا مثاليًا لتصحيح التردد العالي لمصدر الطاقة التبديلي.

 

الاستخدام المعقول لفلتر EMI، أحد الأغراض الرئيسية لفلتر EMI، ضوضاء شبكة الطاقة هي نوع من التداخل الكهرومغناطيسي، وهي تنتمي إلى تداخل التردد اللاسلكي (RFI)، طيف الضوضاء المنقولة هو تقريبًا 10 كيلو هرتز - 30 ميجا هرتز، حتى 150 ميجا هرتز. بشكل عام، سعة تداخل وضع الاختلاف صغيرة، وتردد منخفض، مما يؤدي إلى تداخل صغير؛ سعة تداخل الوضع المشترك، والتردد العالي، ولكن أيضًا من خلال إشعاع السلك، مما يؤدي إلى تداخل أكبر. من أجل إضعاف التداخل الموصل، فإن الطريقة الأكثر فعالية هي تثبيت مرشحات EMI في دوائر الإدخال والإخراج لمصدر طاقة التبديل. يعتمد مصدر طاقة LED بشكل عام على مرشح EMI بسيط أحادي المرحلة، بما في ذلك بشكل أساسي خنق الوضع المشترك ومكثف المرشح. يمكن لفلتر EMI قمع التداخل الكهرومغناطيسي لمحول طاقة التبديل بشكل فعال.

 

2. تقليل التداخل الكهرومغناطيسي عن طريق قطع مسار انتشار إشارات التداخل: في الحالة الأولى، يمكن تصفية تداخل خط الطاقة بواسطة مرشح خط الطاقة. يجب أن يكون لمرشح EMI المعقول والفعال لإمدادات الطاقة التبديلية تأثير قمع قوي على تداخل الوضع التفاضلي والوضع المشترك على خط الطاقة. PCB هو الجزء الداعم لعناصر الدائرة والمكونات في نظام إمداد الطاقة LED، فهو يوفر الاتصال الكهربائي بين عناصر الدائرة والمكونات. مع التطور السريع للتكنولوجيا الإلكترونية، أصبحت كثافة PCB أعلى وأعلى.

يؤثر تصميم PCB بشكل كبير على التوافق الكهرومغناطيسي لنظام إمداد الطاقة LED. أثبتت الممارسة أنه حتى إذا كان تصميم مخطط الدائرة صحيحًا، فإن تصميم لوحة الدائرة المطبوعة ليس صحيحًا

 

تتأثر موثوقية نظام طاقة LED سلبًا. يتضمن تصميم PCB المضاد للتداخل بشكل أساسي تخطيط PCB والأسلاك والتأريض، والغرض منه هو تقليل الإشعاع الكهرومغناطيسي لـ PCB والتداخل بين الدوائر على PCB. بالإضافة إلى ذلك، فإن تردد الصوت المتردد الناجم عن التداخل الكهرومغناطيسي للمحولات يكون عمومًا حوالي 50 هرتز، في حين أن صوت التيار المتردد الناجم عن الأسلاك الأرضية غير السليمة يكون حوالي 100 هرتز بسبب مضاعفة تردد دائرة المقوم، والتي يمكن اكتشافها عن طريق التمايز الدقيق. لذلك، في تصميم لوحة الدائرة المطبوعة، يجب أن ننتبه إلى الطريقة الصحيحة، والامتثال للمبدأ العام لتصميم PCB، ويجب أن نلبي متطلبات تصميم مكافحة التداخل.

3. اتخاذ المبادرة لتعزيز قدرة مكافحة التداخل بشكل كبير لاضطراب الجسم: النوع في نظام إمداد الطاقة LED هو أيضًا مصادر تداخل لخط النقل، ومصدر إشارة تداخل التردد اللاسلكي المستقبل، يجب أن يتخذ الاختيار بشكل عام تدابير فعالة: عندما نصمم دائرة قمع الوضع التفاضلي الضروري/المشترك، بالإضافة إلى مرشح وتدابير الحماية الكهرومغناطيسية للحد من التداخل. بقدر ما تسمح الظروف، يتم اعتماد تدابير عزل مختلفة (مثل العزل الكهروضوئي أو العزل المغناطيسي الكهربائي) لمقاطعة انتشار التداخل. تدابير الحماية من الصواعق، نظام إمداد الطاقة LED الخارجي أو من الخارج لإدخال خطوط الطاقة الداخلية وخطوط الإشارة، للنظر في قضايا الحماية من الصواعق في النظام. تشمل أجهزة الحماية من الصواعق الشائعة أنابيب التفريغ الغازي وقمع الجهد العابر (TVS). أنبوب التفريغ الغازي هو عندما يكون جهد مصدر الطاقة أكبر من قيمة معينة، وعادة ما تكون عشرات أو مئات الفولتات، يتم إطلاق الغاز المنهار

الكهرباء، توجيه نبضة قوية من خط الطاقة إلى الأرض. يمكن اعتبار TVS عبارة عن ثنائيات زينر متوازية في اتجاهين متعاكسين، والتي تشتغل عندما يكون الجهد عند كلا الطرفين أعلى من قيمة معينة. يتميز بتيارات عابرة تبلغ مئات أو آلاف الأمبير.

 

من خلال هذه الورقة، يمكننا تلخيص تقنيات التحكم الرئيسية لـ EMC/EMI لطاقة LED: قياسات الدائرة، وتصفية EMI، واختيار المكونات، والحجب وتصميم لوحة الدائرة المطبوعة المضادة للتداخل. إذا تمكنت من حل هذه المشكلات بشكل صحيح ومعقول، فلن تكون هناك مشكلة في اجتياز الشهادة الوطنية بسلاسة! ما سبق هو بعض التحليلات لتصميم طاقة محرك LED، وآمل أن يساعدك.