ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺗﻐﺬﻳﻪ ﺳﻮئیچینگ و تداخلات EMI – آثار EMI فلای بک

0
18
ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺗﻐﺬﻳﻪ ﺳﻮئیچینگ و تداخلات EMI – آثار EMI فلای بک
ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺗﻐﺬﻳﻪ ﺳﻮئیچینگ و تداخلات EMI – آثار EMI فلای بک
ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺗﻐﺬﻳﻪ ﺳﻮئیچینگ و آثار EMI فلای بک

در ادامه پست قبلی در این پست می خواهیم بخش های زیر را شرح دهیم.

  • آﺛﺎر EMI ﻣﻨﺒﻊ ﺗﻐﺬﻳﻪ ﻓﻼى ﺑﻚ
  • ﺗﻜﻨﻴﻚﻫﺎى ﺳﺮﻛﻮب

ﻣﻨﺒﻊ ﺗﻐﺬﻳﻪ Flyback داراي آﺛﺎر EMI ﻣﺘﻤﺎﻳﺰ اﺳﺖ ﻛﻪ ناشی از ﺑﺮﻫﻢﻧﻬﻲ ﺷﻜﻞﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ (شکل ۲۸) است. ﺟﺮﻳﺎن اولیه ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر  (IPRI) ، وﻟﺘﺎژ سوئیچ (VDrain) ، وﻟﺘﺎژ دیود (VDiode) و ﺟﺮﻳﺎن ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺮ (ISEC) ﻫﺮﻛﺪام ﺑﺎﻋﺚ اﻧﺘﺸﺎر ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ ﻛﻪ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﻣﺸﺨﺼﺎت EMI ﻣﻄﻠﻮب را ﺑﺪون روش ﻃﺮاﺣﻲ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻣﺤﺪود ﻛﻨﺪ.

شکل ۲۸
ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺟﺮﻳﺎن اوﻟﻴﻪ:

وﻗﺘﻲ TOPSwitch روﺷﻦ ﻣﻲﺷﻮد جریان ﺷﺮوع ﺑﻪ اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲﻛﻨﺪ. ﺟﺮﻳﺎن اﺻﻠﻲ ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر ﺑﻪﺻﻮرت رﻣﭗ زﻳﺎد ﻣﻲﺷﻮد ﺗﺎ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار ﭘﻴﻚ ﺗﻌﻴﻴﻦﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ وﻟﺘﺎژ ورودي، اﻧﺪوﻛﺘﺎﻧﺲ اوﻟﻴﻪ، ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻮﺋﻴﭽﻴﻨﮓ و دﻳﻮﺗﻲ ﺳﺎﻳﻜﻞ ﺑﺮﺳﺪ. ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺟﺮﻳﺎن ذوزﻧﻘﻪاي (ﻣﺜﻠﺜﻲ) در داﻣﻨﻪ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺗﻮﺳﻂ ﻳﻚ ﻃﻴﻒ ﺑﺎ ﻳﻚ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻮﺋﻴﭽﻴﻨﮓ ﭘﺎﻳﻪاي ﻣﺸﺨﺺ ﻣﻲﺷﻮد و ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚﻫﺎ ﺑﻪوﺳﻴﻠﻪي ﺷﻜﻞدﻫﻲ ﻧﺴﺒﻲ ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺗﻌﻴﻴﻦ ﻣﻲﺷﻮد و ﻣﻮﺟﺐ ﺟﺮﻳﺎنﻫﺎي اﻧﺘﺸﺎري ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ ﺑﻴﻦ ﻣﻨﺒﻊ AC و ورودي ﻣﻨﺒﻊ ﺗﻐﺬﻳﻪ ﻣﻲﺷﻮد. اﻳﻦ ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺟﺮﻳﺎن ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ اﻧﺘﺸﺎرﻫﺎي ﻣﻮد ﻣﺸﺘﺮك را ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﻣﻴﺪانﻫﺎي ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ اﻳﺠﺎد ﻛﻨﺪ، اﮔﺮ ﻣﺴﻴﺮ ﺟﺮﻳﺎن ﺗﻮﺳﻂ ﻃﺮاح  PCBﺗﻌﻴﻴﻦ ﺷﻮد، می تواند ﻳﻚ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺑﺰرﮔﻲ را ﻣﺤﺎﺻﺮه ﻛﻨﺪ.

ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺟﺮﻳﺎن اوﻟﻴﻪ
ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺟﺮﻳﺎن اوﻟﻴﻪ
ﺷﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ درﻳﻦ ﺳﻮرس :TOPSwitch

ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺗﺨﻠﻴﻪ وﻟﺘﺎژ VDrain ﺑﺎ dv/dt ﺑﺎﻻ ﻣﺸﺨﺺ ﻣﻲﺷﻮد. ﻋﻨﺎﺻﺮ ﭘﺎرازﻳﺘﻲ ﻣﺪار (اﻧﺪوﻛﺘﺎﻧﺲ ﻧﺸﺘﻲ، ﺧﺎزن ﺧﺮوﺟﻲ ﺧﺎزن ﺧﺮوﺟﻲ TOPSwitch و ﺧﺎزن ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر) ﻣﻮﺟﺐ اﻓﺰاﻳﺶ وﻟﺘﺎژ اﺿﺎﻓﻲ و رﻳﻨﮕﻴﻨﮓ در ﻓﺮﻛﺎﻧﺲﻫﺎ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺑﻴﻦ ٣ ﺗﺎ ١٢ ﻣﮕﺎﻫﺮﺗﺰ ﻣﻲﺷﻮد. درﻳﻦ TOPSwitch، اوﻟﻴﻪ ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر، ﺟﺮﻳﺎنﻫﺎي ﺟﺎﺑﻪﺟﺎﻳﻲ را از ﻃﺮﻳﻖ ﺧﺎزن ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر ﻳﺎ ﺧﺎزن ﭘﺎرازﻳﺖ به زمین ﻫﺪاﻳﺖ ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ. اﻳﻦ ﺟﺎﺑﻪﺟﺎﻳﻲ ﺟﺮﻳﺎن از ﻃﺮﻳﻖ ﺧﻂ و ﻧﻘﻄﻪ ﻧﻮﺗﺮال ﻣﺘﺼﻞ ﺑﻪ ﮔﺮه درﻳﻦ ﺑﻪﻋﻨﻮان ﻳﻚ، ﺟﺮﻳﺎن اﻧﺘﺸﺎر ﻣﻮد ﻣﺸﺘﺮك ﺑﺎزﻣﻲﮔﺮداﻧﺪ. ﺟﺮﻳﺎن ﺟﺎﺑﻪﺟﺎﻳﻲ ﺗﻮﻟﻴﺪﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ ﺷﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ درﻳﻦ، ﻣﻮﺟﺐ اﻳﺠﺎد اﻧﺮژي ﻃﻴﻔﻲ، در ﺷﻜﻞ ﻳﻚ ﺟﺮﻳﺎن اﻧﺘﺸﺎر ﻣﻮد ﻣﺸﺘﺮك ﺑﺎ ﺗﻤﺮﻛﺰ ﺑﺮ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻮﺋﻴﭽﻴﻨﮓ و ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ رزوﻧﺎﻧﺲ ٣ ﻣﮕﺎﻫﺮﺗﺰ ﺗﺎ ١٢ ﻣﮕﺎﻫﺮﺗﺰ در ﺷﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ ﻧﺸﺎن دادهﺷﺪه اﺳﺖ.

ﺟﺮﻳﺎنﻫﺎي اﻧﺘﺸﺎر ﻣﻮد ﻣﺸﺘﺮك در ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺑﺎ MOSFET ﻫﺎي ﮔﺴﺴﺘﻪ ﺑﺎ TOPSwitch ﭘﺎﻳﻴﻦﺗﺮ ﺧﻮاﻫﻨﺪ ﺑﻮد زﻳﺮا TOPSwitch داراي ﻳﻚ ﮔﻴﺖ دراﻳﻮ ﻛﻨﺘﺮلﺷﺪه در ﻫﻨﮕﺎم روﺷﻦ ﺷﺪن ﺑﺮاي ﻛﺎﻫﺶ dv/dt اﺳﺖ. ﺟﺮﻳﺎن ﺧﺮوﺟﻲ ﻣﻮد ﻣﺸﺘﺮك ﻧﻴﺰ ﭘﺎﻳﻴﻦﺗﺮ اﺳﺖ، زﻳﺮا زﺑﺎﻧﻪ TO-220 TOPSwitch ﺑﻪ ﭘﻴﻦ ﺳﻮرس ﻣﺘﺼﻞ اﺳﺖ درﺣﺎﻟﻲﻛﻪ ﻳﻚ MOSFET ﮔﺴﺴﺘﻪ داراي ﮔﺮه ”اﻧﺘﻘﺎل” ﻧﻮﻳﺰي درﻳﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﻪﻃﻮر ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﺑﻪTab و ﻫﻴﺖ ﺳﻴﻨﻚ (آﻧﺘﻦ ﭘﺨﺶ)ﻣﺘﺼﻞ اﺳﺖ.

ﺷﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ درﻳﻦ ﺳﻮرس :TOPSwitch
ﺷﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ درﻳﻦ ﺳﻮرس
ﺷﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ دﻳﻮد:

ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ دﻳﻮد (VDIODE) ﺑﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮات وﻟﺘﺎژ ﺳﺮﻳﻊ و زﻣﺎن Rise and Fall ﻣﺸﺨﺺ ﻣﻲﺷﻮد. ﻋﻨﺎﺻﺮ ﻣﺪارﻫﺎي ﭘﺎرازﻳﺖ (اﻧﺪوﻛﺘﺎﻧﺲ ﻧﺸﺘﻲ ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر و ﺧﺎزن دﻳﻮد) ﻣﻮﺟﺐ اﻓﺰاﻳﺶ وﻟﺘﺎژ ﭘﻴﻚ و رﻳﻨﮕﻴﻨﮓ در ﻓﺮﻛﺎﻧﺲﻫﺎي ﻣﻌﻤﻮل ﺑﻴﻦ ٢٠ ﻣﮕﺎﻫﺮﺗﺰ و ٣٠ ﻣﮕﺎﻫﺮﺗﺰ ﻣﻲﺷﻮد. ﺷﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ دﻳﻮد، ﺟﺮﻳﺎنﻫﺎي ﺟﺎﺑﻪﺟﺎﻳﻲ را ﺑﻪ زﻣﻴﻦ ارت از ﻃﺮﻳﻖ ﺧﺎزن ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر ﻳﺎ ﺧﺎزن ﭘﺮاﻛﻨﺪﮔﻲ ﻫﺪاﻳﺖ ﻣﻲﻛﻨﺪ. ﺟﺮﻳﺎن ﺟﺎﺑﻪﺟﺎﻳﻲ ﺗﻮﻟﻴﺪﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ ﺷﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ دﻳﻮد ﻣﻮﺟﺐ اﻳﺠﺎد اﻧﺮژي ﻃﻴﻔﻲ ﺑﻪ ﺷﻜﻞ ﺟﺮﻳﺎنﻫﺎي اﻧﺘﺸﺎر ﻣﻮد ﻣﺸﺘﺮك ﻣﻲﺷﻮد ﻛﻪ در ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻮﺋﻴﭽﻴﻨﮓ و ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ رزوﻧﺎﻧﺲ ٢٠ ﻣﮕﺎﻫﺮﺗﺰ ﺗﺎ ٣٠ ﻣﮕﺎﻫﺮﺗﺰ (F2) ﺷﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ ﻧﺸﺎن دادهﺷﺪه ﻣﺘﻤﺮﻛﺰﺷﺪه اﺳﺖ.

ﺷﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ دﻳﻮد
ﺷﻜﻞ ﻣﻮج وﻟﺘﺎژ دﻳﻮد
ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺟﺮﻳﺎن ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ:

ﺑﻪ ﻣﺤﺾ اﻳﻨﻜﻪ TOPSwitch ﺧﺎﻣﻮش ﻣﻲﺷﻮد؛  ISEC ﺷﺮوع ﺑﻪ ﻫﺪاﻳﺖ ﻣﻲﻛﻨﺪ. ﺟﺮﻳﺎن در ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﻣﻘﺪار ﺷﺮوع ﻣﻲﺷﻮد و ﺑﻪﺻﻮرت ﺧﻄﻲ ﺑﺎ ﻧﺮخ ﺗﻌﻴﻴﻦﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ وﻟﺘﺎژ ﺧﺮوﺟﻲ و اﻧﺪوﻛﺘﺎﻧﺲ ﺧﺮوﺟﻲ ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ. ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺟﺮﻳﺎن ذوزﻧﻘﻪاي (ﻣﺜﻠﺜﻲ) در داﻣﻨﻪ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺗﻮﺳﻂ ﻳﻚ ﻃﻴﻒ ﺑﻨﻴﺎدي در ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻮﺋﻴﭽﻴﻨﮓ و ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚ ﻫﺎ ﺗﻌﻴﻴﻦﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ ﭼﮕﺎﻟﻲ ﻧﺴﺒﻲ ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﻣﺸﺨﺺ ﻣﻲﺷﻮد. رﻳﻨﮕﻴﻨﮓ اﺿﺎﻓﻲ روي ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺑﻪ وﻟﺘﺎژ درﻳﻦ (VDrain)ﻛﻪ ﻗﺒﻼً ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮارﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ ﻣﺮﺑﻮط ﻣﻲﺷﻮد. اﻳﻦ ﻣﻮج ﺟﺮﻳﺎن ﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻮﺟﺐ اﻳﺠﺎد ﻣﻴﺪان ﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ ﻗﺎﺑﻞﺗﻮﺟﻬﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ اﮔﺮ در ﻣﺴﻴﺮ ﺟﺮﻳﺎن ﻛﻪ ﺗﻮﺳﻂ ﻃﺮاح PCB ﺗﻌﻴﻴﻦﺷﺪه اﺳﺖ، ﻗﺮار ﮔﻴﺮد ﻳﻚ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺑﺰرگ را ﻣﺤﺎﺻﺮه ﻣﻲﻛﻨﺪ. اﻧﺮژي ﻃﻴﻔﻲ ﺑﻪ ﺷﻜﻞ ﻳﻚ ﺟﺮﻳﺎن اﻧﺘﺸﺎر ﻣﻮد ﻣﺸﺘﺮك در ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻮﺋﻴﭽﻴﻨﮓ و ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ رزوﻧﺎﻧﺲ ٣ ﻣﮕﺎﻫﺮﺗﺰ ﺗﺎ ١٢ ﻣﮕﺎﻫﺮﺗﺰي (f1) ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺟﺮﻳﺎن ﻧﺸﺎن دادهﺷﺪه ﻣﺘﻤﺮﻛﺰ ﻣﻲﺷﻮد.

ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺟﺮﻳﺎن ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ
ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺟﺮﻳﺎن ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ
ﺗﻜﻨﻴﻚﻫﺎى ﺳﺮﻛﻮب

در ﻛﻨﺘﺮل EMI ﻧﻴﺎز ﺑﻪ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ زﻣﻴﻨﻪﻫﺎي زﻳﺮ اﺳﺖ.

  • ﻓﻴﻠﺘﺮﻳﻨﮓ ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ
  • ﻓﻴﻠﺘﺮﻳﻨﮓ ﻣﻮد ﻣﺸﺘﺮك
  • دﻣﭙﻴﻨﮓ ﺳﻴﻢ ﻗﺪرت
  • ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺗﺮاﻧﺴﻔﻮرﻣﺎﺗﻮر
آﻧﺎﻟﻴﺰ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ:

اﻧﺘﺸﺎر ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ ﺑﻪوﺳﻴﻠﻪ ﺟﺮﻳﺎنﻫﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺑﻴﻦ ﻣﻨﺒﻊ ﺗﻐﺬﻳﻪ و ورودي ﺑﺮق AC ﻫﺴﺘﻨﺪ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ، ﺑﺪان ﻣﻌﻨﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ اﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎن دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ ﻛﻪ از ﻣﻨﺒﻊ ﺗﻐﺬﻳﻪ ﺷﺎرش ﻣﻲﻛﻨﺪ از ﻃﺮﻳﻖ ﺳﻴﻢ ورودي ﺧﻂ، ﺟﺮﻳﺎن ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ و از ﻃﺮﻳﻖ ﺳﻴﻢ ورودي ﻧﻮﺗﺮال ﺧﺎرج ﻣﻲﺷﻮد.

اﻛﺜﺮ اﻧﺘﺸﺎر ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ، ﺗﻮﺳﻂ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﭘﺎﻳﻪ و ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚﻫﺎ از ﻣﻮج ذوزﻧﻘﻪاي ﻳﺎ ﻣﺜﻠﺜﻲ ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺟﺮﻳﺎن درﻳﻦ ( TOPSwitch ) اﻳﺠﺎد ﻣﻲﺷﻮد. در ﻃﻮل ﺗﺴﺖ EMI، ﺟﺮﻳﺎنﻫﺎي ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ، وﻟﺘﺎژﻫﺎي ﺗﺴﺖ را ﺑﺎ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﺑﺮاﺑﺮ و در ﻓﺎز ﻣﺘﻀﺎد تولید می کنند و در ﺧﻂ LISN ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺣﺴﮕﺮ ﺧﻂ RSL و در خط ﻧﻮﺗﺮال LSIN ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺣﺴﮕﺮ RSN را قرار می دهند.

آﻧﺎﻟﻴﺰ ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ ﺑﺎ ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻨﻲ ﻣﺪار واﻗﻌﻲ ﺑﺎ ﻳﻚ ﻣﺪل ﻣﻌﺎدل که در ﺷﻜﻞ ٢٩ ﻧﺸﺎن دادهﺷﺪه اﺳﺖ؛ آغاز میشود. ﺟﺮﻳﺎن اوﻟﻴﻪ ﺗﻮﺳﻂ IPRI ﻣﻨﺒﻊ ﺟﺮﻳﺎن ﻣﺪل ﺷﺪه اﺳﺖ. اﻣﭙﺪاﻧﺲ ﻣﺆﺛﺮ ﺧﺎزن ذﺧﻴﺮهﺳﺎزي اﻧﺮژي C1 در ﻣﺤﺪوده ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ۱۰۰ KHz ﺗﺎ ۱ MHz ﺑﺎ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺳﺮي ﻣﻌﺎدل ﻳﺎ ESR ﻣﺪلﺳﺎزي ﻣﻲﺷﻮد. ﻳﻚ ﻳﻜﺴﻮ ﻛﻨﻨﺪه ﭘﻞ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪﺷﺪه اﺳﺖ ﺗﺎ ﺟﺮﻳﺎن را ﻫﺪاﻳﺖ ﻣﻲﻛﻨﺪ و ﺑﺎ ﻳﻚ اﺗﺼﺎل ﻛﻮﺗﺎه ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻦ ﻣﻲﺷﻮد. اﻣﭙﺪاﻧﺲ ﻣﻨﺒﻊ AC ﺑﻪﺻﻮرت ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺳﺮي ٥٠ اﻫﻢ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺣﺴﮕﺮ RSL و RSN ﻣﺪل ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻓﻴﻠﺘﺮ ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ ﺗﻮﺳﻂ ﻓﻴﻠﺘﺮ LC ﺷﺎﻣﻞ ﺧﺎزن ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ CD و دو ﭼﻮك ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ LD، اﻧﺠﺎم ﻣﻲﺷﻮد. اﻳﻦ ﻣﺪل ﺗﺎ ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ١ ﻣﮕﺎﻫﺮﺗﺰ ﻣﻌﺘﺒﺮ اﺳﺖ.

آﻧﺎﻟﻴﺰ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ
ﺷﻜﻞ ٢٩

ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻮﺋﻴﭽﻴﻨﮓ، ﺟﺮﻳﺎن اوﻟﻴﻪ و اﺟﺰاي ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚ IPRI (n) ﺑﺎﻳﺪ ﺗﺨﻤﻴﻦ زده ﺷﻮد، اﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﺷﻮد ﻳﺎ ﺗﻮﺳﻂ ﺷﺒﻴﻪﺳﺎزي ﺣﺎﺻﻞ ﺷﻮد. ﺗﻮﺟﻪ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻴﺪ ﻛﻪ اﺟﺰاي ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚ اﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﺷﺪه به صورت RMS داده ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ اﻣﺎ اﺟﺰاي ﻣﺤﺎﺳﺒﻪﺷﺪه ﻳﺎ ﺷﺒﻴﻪﺳﺎزيﺷﺪه در ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﻣﻘﺎدﻳﺮ(Peak) داده ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ و ﺑﺎﻳﺪ ﺑﻪ RMS ﺗﺒﺪﻳﻞ ﺷﻮﻧﺪ. ﻳﻚ طیف ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚ ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ در ﺷﻜﻞ ٣٠ ﺑﻪﻋﻨﻮان ﺗﺎﺑﻊ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﻧﺸﺎن دادهﺷﺪه اﺳﺖ.

ﺷﻜﻞ ٣٠

در ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﭘﺎﻳﻪ و ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚﻫﺎي ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻮﺋﻴﭽﻴﻨﮓ)  ( fS، ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺳﺮي ﻣﻌﺎدل (ESR)، ﺧﺎزن ورودي CIN اﻣﭙﺪاﻧﺲ ﺑﺴﻴﺎر ﭘﺎﻳﻴﻦﺗﺮ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﭼﻮك ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ LD اﺳﺖ. IPRI ﺗﻘﺮﻳﺒﺎً ﺑﻪﻃﻮر ﻛﺎﻣﻞ از ﻃﺮﻳﻖ CIN ﺟﺮﻳﺎن ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ ﻛﻪ ﻳﻚ ﻣﻨﺒﻊ وﻟﺘﺎژ ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ ذوزﻧﻘﻪاي (ﻣﺜﻠﺜﻲ) را اﻳﺠﺎد ﻣﻲﻛﻨﺪ ﻛﻪ ﻣﺘﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎ ESR اﺳﺖ. ﭼﻮك ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ و ﺧﺎزن ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ، ﺣﺎﻟﺖ ﻳﻚ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﺳﺎده ﭘﺎﻳﻴﻦ ﮔﺬر، ﺑﺮاي ﭘﺎﻳﻴﻦ آوردن ﻣﻨﺒﻊ وﻟﺘﺎژ ﻣﺆﺛﺮ ﺑﻪ ﺳﻄﺢ زﻳﺮ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻣﻮردﻧﻈﺮ را ﺷﻜﻞ ﻣﻲدﻫﻨﺪ.

ﺗﻀﻌﻴﻒ ﺗﻮﺳﻂ فیلتر دیفرانسیلی ﺑﻴﻦ ﻣﻘﺪار وﻟﺘﺎژ ﻣﺆﺛﺮ منبع در dBμV و ﻣﺸﺨﺼﺎت اﻧﺘﺸﺎر ﻣﻮردﻧﻈﺮ اﻧﺠﺎم ﻣﻲﺷﻮد. ﺗﺎﺑﻊ ﺗﺒﺪﻳﻞ وﻟﺘﺎژ H (s) ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ بر حسب LD، CD و RS داده ﻣﻲﺷﻮد. در ﺳﻄﺢ ﺑﺎﻻي ﺗﻀﻌﻴﻒ ( ﻣﻌﻤﻮﻻً در ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﺳﻮﺋﻴﭽﻴﻨﮓ) ﻣﻮردﻧﻴﺎز اﺳﺖ، ﻣﺨﺮج H (s) ﺑﺮ اﺳﺎس ﺗﺮمﻫﺎي واﺑﺴﺘﻪ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ اﺣﺎﻃﻪﺷﺪه و ﺑﻪﺻﻮرت ﻧﺸﺎن دادهﺷﺪه اﺳﺖ. ﺟﺒﺮ ﺳﺎده ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ ﻳﻚ ﻓﺮﻣﻮل داﻣﻨﻪ ﻓﺮﻛﺎﻧﺴﻲ ﻣﻔﻴﺪ ﺷﺎﻣﻞ ﻣﺤﺼﻮﻟﻲ از ﺳﻪ ﺗﺮم ﺟﺪاﮔﺎﻧﻪ اﺳﺖ. اوﻟﻴﻦ ﺗﺮم ﻣﻨﺒﻊ وﻟﺘﺎژ VPRI را دوﺑﺎره ﺑﻪ ID ﺟﺮﻳﺎن دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻞ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻣﻲﻛﻨﺪ، ﺗﺮم دوم ﺟﺮﻳﺎن را ﺑﻴﻦ ﺣﺎﻟﺖ ﺧﺎزن دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ و ﻣﻘﺎوﻣﺖ LISN ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻲﻛﻨﺪ و ﺗﺮم ﺳﻮم، ﻣﺆﻟﻔﻪ ﺟﺮﻳﺎن LISN را ﺳﻨﺲ ﻣﻲﻛﻨﺪ ﺗﺎ وﻟﺘﺎژ ﺳﺎﺧﺘﻪﺷﺪه ﺑﺎ ﻳﻚ آﺷﻜﺎرﺳﺎز ﻳﺎ ﮔﻴﺮﻧﺪه اﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﻣﻲﺷﻮد ﺗﺎ ﺑﺎ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻣﺤﺪودﺷﺪه dBμV ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﻛﻨﺪ.

H (s)

ﺑﺮاي ﻃﺮاﺣﻲ ﻓﻴﻠﺘﺮ EMI، ﻓﻘﻂ ﺑﺰرگﺗﺮﻳﻦ اﺟﺰاي ﻣﻬﻢ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﻣﻮردﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﻣﻲﮔﻴﺮد ﻛﻪ اﺟﺎزه ﻣﻲدﻫﺪ ﺗﺎ ﻋﺒﺎرات ﺳﺎده ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻋﺪد ﺻﺤﻴﺢ ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻜﻲ ﻣﻮرداﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﻴﺮد (ﺑﻪﺟﺎي ﻣﺘﻐﻴﺮ ﭘﻴﭽﻴﺪه). ﻃﺮاﺣﻲ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺷﻨﺎﺳﺎﻳﻲ ﻳﻚ وﻟﺘﺎژ ﻫﺪف VSNdBμV (n) زﻳﺮ ﻣﺤﺪودﻳﺖﻫﺎي ﻣﺸﺨﺼﺎت در ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚ n ام ﻣﻨﺎﺳﺐ آﻏﺎز ﻣﻲﺷﻮد. ﺑﺮاي ﺗﺴﺖ FCC، ﻣﺸﺨﺼﺎت در ۴۵۰ kHz ﺑﺎ ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚ ﭘﻨﺠﻢ (n = 5) ﺷﺮوع ﻣﻲﺷﻮد درﺣﺎﻟﻲﻛﻪ TOPSwitch 100 kHz ﺑﻨﻴﺎدي (n = 1) و دوم ﺗﺎ ﭼﻬﺎرﻣﻴﻦ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚ) ۴، ۳، (n = 2 اﺳﺖ. ﺑﺮاي ﻣﺤﺪودﻳﺖ آزﻣﻮن اروﭘﺎﻳﻲ، ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ ﭘﺎﻳﻪ ١٠٠ ﻛﻴﻠﻮﻫﺮﺗﺰ (n = 1) و دوم ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚ در ٢٠٠ ﻛﻴﻠﻮﻫﺮﺗﺰ ((n = 2 ﺑﺎﻳﺪ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﻴﺮد زﻳﺮا اﻳﻦ ﺣﺪ ﺑﻪﻃﻮر ﻗﺎﺑﻞﺗﻮﺟﻬﻲ در ۱۵۰ kHz ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻲﻛﻨﺪ. در ﺑﻴﺸﺘﺮ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲﻫﺎي ﭘﺎﻳﻴﻦ اﻧﺪازهﮔﻴﺮيﻫﺎي اﻧﺘﺸﺎر اﻧﺠﺎمﺷﺪه ، ﻣﻘﺪار ﺷﺒﻪ ﭘﻴﻚ ﺑﻪاﻧﺪازه (۱dB-3dB) ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار ﭘﻴﻚ ﻛﻤﺘﺮ ﻫﺴﺖ. ﺑﺎ اﻳﻦ وﺟﻮد ﻣﻘﺪار ﻣﺘﻮﺳﻂ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ١٢ دﺳﻲﺑﻞ ﭘﺎﻳﻴﻦﺗﺮ از ﻣﻘﺪار ﭘﻴﻚ ﺑﺎﺷﺪ، ﺑﻪ اﻳﻦ ﻣﻌﻨﻲ ﻛﻪ اﮔﺮ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﺑﺮاي ﺣﺪ ﻣﺘﻮﺳﻂ ﻃﺮاﺣﻲﺷﺪه ﺑﺎﺷﺪ، ﺣﺪ ﻣﺠﺎز ﭘﻴﻚ ﻧﻴﺰ ﺑﺎ ﺣﺎﺷﻴﻪ ﺑﻴﺸﺘﺮ دیده ﻣﻲﺷﻮد. در اﻳﻦ ﻣﺜﺎل و ﺑﺮاي ﺣﺎﺷﻴﻪ ۱۲ dB ﺑﻪﻃﻮرﻛﻠﻲ، ﻣﻘﺪار ﭘﻴﻚ ﺑﺎﻳﺪ ﻃﺮاﺣﻲ ﺷﻮد ﺗﺎ ﺣﺪ ﻣﺘﻮﺳﻂ را ﺑﺮآورده ﻛﻨﺪ و ﺗﺸﺨﻴﺺ ﻣﺘﻮﺳﻂ ﺗﻀﻌﻴﻒ ۱۲dB ﺑﺎﻗﻲﻣﺎﻧﺪه را ﺗﺄﻣﻴﻦ ﻣﻲﻛﻨﺪ.

VSN (n)

ﻣﻘﺪار اﻟﻘﺎﻳﻲ ﺑﺎﻻﺗﺮ در ﻃﺮاﺣﻲ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺗﻮﺟﻪ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻴﺪ ﻛﻪ ﺗﺮﻛﻴﺒﻲ از L و C ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺗﻮﺟﻪ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻴﺪ ﻛﻪ در ﭼﻮك ﻣﻮد ﻣﺸﺘﺮك، ﻣﻘﺪار ﻛﻠﻲ اﻧﺪازهﮔﻴﺮ دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻞ دو ﺑﺮاﺑﺮ ﻣﻘﺪار ﻣﺤﺎﺳﺒﻪﺷﺪه ﺑﺮاي ﻫﺮ ﭘﺎﻳﻪ اﺳﺖ.

ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺎر ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﺑﻪﻃﻮرﻣﻌﻤﻮل اﻧﺪازه ﭼﻮك ﻫﺎي ﮔﺴﺴﺘﻪ را ﺑﻴﻦ μH 100 و ۱ mH ﻣﺤﺪود ﻣﻲﻛﻨﺪ (ﺑﻪوﻳﮋه در ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي اﺻﻠﻲ ﺑﺎ ﻓﻴﻠﺘﺮﻫﺎي ورودي ﺧﺎزﻧﻲ). ﭼﻮك ﻫﺎي ﮔﺴﺴﺘﻪ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﺗﻨﻬﺎ در ﺳﻄﻮح ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺧﺮوﺟﻲ (٥ وات و ﻛﻤﺘﺮ) ﺻﺮﻓﻪﺟﻮﻳﻲ ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ. ﻳﻚ ﭼﻮك ﮔﺴﺴﺘﻪ تنها، ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ را ﺗﻀﻌﻴﻒ ﻣﻲﻛﻨﺪ، اﻣﺎ اﺛﺮ ﻛﻮﭼﻜﻲ ﺑﺮ ﺟﺮﻳﺎنﻫﺎي اﻧﺘﺸﺎر ﻣﻮد ﻣﺸﺘﺮك دارد. اﻳﻦ ﻣﺤﺪودﻳﺖﻫﺎ ﺑﺮاي ﭼﻮك ﻫﺎي ﮔﺴﺴﺘﻪ دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ، ﺑﺎ اﻧﺘﺨﺎب ﻳﻚ ﭼﻮك ﻣﻮد ﻣﺸﺘﺮك ﺑﺎ ﻧﺸﺘﻲ ﭘﺎرازﻳﺖ ﻳﺎ دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ ﺑﺮاﺑﺮ ﻳﺎ ﺑﻴﺸﺘﺮ از ﻣﻘﺪار اﻧﺪوﻛﺘﺎﻧﺲ دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ ﻣﺤﺎﺳﺒﻪﺷﺪه در ﺑﺎﻻ، ﻏﻠﺒﻪ ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ. (ﻧﻜﺘﻪ: ﺑﺎ ﻳﻚ ﭼﻮك ﻣﻮد ﻣﺸﺘﺮك، اﻧﺪازهﮔﻴﺮي اﻧﺪوﻛﺘﺎﻧﺲ ﻳﻚ ﺳﻴﻢﭘﻴﭻ درﺣﺎﻟﻲﻛﻪ ﺳﻴﻢﭘﻴﭻ دﻳﮕﺮ اﺗﺼﺎل ﻛﻮﺗﺎه اﺳﺖ ﺑﺮاي ﻧﺸﺘﻲ ﻛﻞ ﻳﺎ اﻧﺪوﻛﺘﺎﻧﺲ دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲﺷﻮد. اﻧﺪوﻛﺘﺎﻧﺲ دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ ﻣﺆﺛﺮ در ﻫﺮ ﭘﺎﻳﻪ ﻧﺼﻒ ﻣﻘﺪار اﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﺷﺪه اﺳﺖ.)

ﺷﻜﻞ ٣٢

اﮔﺮ ﻋﻨﺎﺻﺮ ﭘﺎرازﻳﺖ اﺟﺰاي ﻓﻴﻠﺘﺮ ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻗﺎﺑﻞﺗﻮﺟﻪ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ اﺛﺮﺑﺨﺸﻲ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ. ﻣﺪل ﻣﺪار ﻣﺆﺛﺮ ﺑﻴﺸﺘﺮ از ١ ﻣﮕﺎﻫﺮﺗﺰ در ﺷﻜﻞ ٣٢ ﻧﺸﺎن دادهﺷﺪه اﺳﺖ. ﺑﻪ ﺗﺮمﻫﺎي اﺿﺎﻓﻲ ESL در ﻫﺮ دو ﺧﺎزن ذﺧﻴﺮه اﻧﺮژي CIN و ﺧﺎزن دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻞ CD ﺗﻮﺟﻪ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻴﺪ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﻪ ﺧﺎزن ﻣﻮازي ﺳﻴﻢﭘﻴﭻ CW در ﻫﺮ ﭼﻮك ﻓﻴﻠﺘﺮ ﻣﻮد دﻳﻔﺮاﻧﺴﻴﻠﻲ LD ﺗﻮﺟﻪ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻴﺪ. ﺑﺎ اﻓﺰاﻳﺶ ﻓﺮﻛﺎﻧﺲ، اﺟﺰاي ﭘﺎرازﻳﺖ ﺷﺮوع ﺑﻪ ﺗﺄﺛﻴﺮﮔﺬاري ﺑﻴﺸﺘﺮ ﻣﻲﻛﻨﻨﺪ و ﺑﺎﻋﺚ ﻛﺎﻫﺶ ﻛﺎراﻳﻲ ﻓﻴﻠﺘﺮ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ. ﺧﻮﺷﺒﺨﺘﺎﻧﻪ، ﻫﺎرﻣﻮﻧﻴﻚﻫﺎي ﺷﻜﻞ ﻣﻮج ﺟﺮﻳﺎن درﻳﻦ ذوزﻧﻘﻪاي (ﻣﺜﻠﺜﻲ)TOPSwitch در ﺑﺎﻻﺗﺮ از ١ ﻣﮕﺎﻫﺮﺗﺰ ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ ﻛﻪ ﺗﻤﺎﻳﻞ دارد ﻛﻪ ﺗﻀﻌﻴﻒ ﻋﻤﻠﻜﺮد ﻓﻴﻠﺘﺮ را ﺟﺒﺮان ﻛﻨﺪ. ﺑﺎﻻﺗﺮ از ١ ﻣﮕﺎﻫﺮﺗﺰ، اﻧﺘﺸﺎرﻫﺎي ﺟﺮﻳﺎن ﻛﻪ ﺑﻴﺸﺘﺮ از ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻣﻮردﻧﻈﺮ اﺳﺖ، ﻣﻌﻤﻮﻻً اﻧﺘﺸﺎرﻫﺎي ﻣﻮد ﻣﺸﺘﺮكی هستند که ناشی از رزوﻧﺎﻧﺲﻫﺎي اﺟﺰاي ﭘﺎرازﻳﺖ ﺧﻮد ﻣﺪار ﻫﺴﺘﻨﺪ.

ادامه دارد …

 

 

 

منبع:گروه الکترونیک قدرت دانشگاه تهران

برای این مقاله نظر بگذارید:

لطفا دیدگاه خود را بنویسید
لطفا نام خود را وارد کنید