מדוע להוסיף מסנן EMI במעבר נמוך כדי להגדיל את אובדן התדר הגבוה של ההחדרה?
נקודת מפתח1
הפרעה במצב משותף: קיים קיבול מבוזר בין ספק הכוח המתג (מיתוג MOS, כאשר הספק היציאה גדול, MOS יגדיל את עיצוב גוף הקירור) לבין כדור הארץ (לוח הארקת הייחוס של מערכת הבדיקה), רכיב התדר הגבוה של מתח הגל הריבועי במעגל MOS המיתוג ודיודת מיישר היציאה מועבר לקרקע (לוח הארקת ייחוס) דרך הקיבול המבוזר, כך שנוצרת לולאה עם קו החשמל, והרכיב בתדר הגבוה יוצר הפרעה במצב משותף דרך הקיבול המבוזר וקו החשמל ליצירת לולאה.
נקודת מפתח 2
יצירת הפרעה למצב דיפרנציאלי: בעיקר צינור המתג בספק הכוח המתג נמצא במצב מיתוג, כאשר צינור המתג מופעל, הזרם הזורם דרך קו החשמל עולה באופן ליניארי, והזרם עובר מוטציה ל- O כאשר צינור המתג כבוי, כך שהזרם הזורם דרך קו החשמל הוא זרם פועם גל משולש חוזר בתדר גבוה, המכיל רכיב הרמוני עשיר בתדר גבוה, ומשרעת הרכיב ההרמוני תלך ותקטן עם עליית התדר, כך שהפרעת המצב הדיפרנציאלי מצטמצמת עם עליית התדר.
כפי שניתן לראות באיור לעיל, הרעש שנוצר על ידי מערכת אספקת החשמל הממותגת כולל רעש מצב משותף ורעש מצב דיפרנציאלי. הפרעות מצב נפוצות נגרמות על ידי הפרש הפוטנציאל בין המוליך נושא הזרם לבין כדור הארץ, המאופיין במתח הרעש בשני הקווים הוא באותו כיוון של הפוטנציאל, ואילו הפרעת המצב הדיפרנציאלי נובעת מהפרש הפוטנציאל בין המוליכים נושאי הזרם, והמאפיין שלה הוא שמתח הרעש בשני הקווים מנוגד לאותו פוטנציאל.
חשוב לציין כי בדרך כלל שני מרכיבים אלה של המתח המפריע בקו קיימים בו זמנית.
כפי שניתן לראות בתרשים המבנה של לוח המעגל הפנימי של המוצר והמכשיר האלקטרוני, איננו יכולים לעבור את תקן הבדיקה ללא מסנן EMI ספציפי במעבר נמוך עקב פרמטרים מזויפים המשפיעים על מאפייני ערוץ הצימוד!
בתחום תדרי ההפרעות המנוהל על ידי EMI < 30MHz, ערוצי הצימוד של רוב מערכות אספקת החשמל המתגגים מנותחים בדרך כלל על ידי דיאגרמות רשת מעגלים. עם זאת, כל רכיב בספק הכוח של המיתוג, כגון נגדים, קבלים, משרנים, מתגים ודיודות, מכיל פרמטרים מזויפים, וככל שפס התדרים הנחקר רחב יותר, כך הסדר של המעגל המקביל גבוה יותר.
כתוצאה מכך, המעגלים המקבילים של ספק כוח מיתוג, כולל הפרמטרים המזויפים של כל רכיב והצימוד בין רכיבים, יהיו מורכבים הרבה יותר, כגון:
בתדירות גבוהה, לפרמטרים המזויפים יש השפעה רבה על מאפייני ערוץ הצימוד, וקיומו של קיבול מבוזר הופך לערוץ של הפרעה אלקטרומגנטית.
כאשר ההספק של צינור המתג גדול, בדרך כלל יש להוסיף גוף קירור לצינור הקירור, ולא ניתן להתעלם מקיבול הפיזור בין גוף הקירור לצינור המתג בתדר גבוה, שיכול ליצור מקור הפרעות קרינה מונחה חלל ומקור הפרעה נפוץ למצב של הולכת קו חשמל.
לסיכום, אנו יודעים כי הוספת מסנן הספק EMI במעבר נמוך לקלט יכולה לאפשר תכנון יעיל של הפרעות מועברות במערכת החשמל.