Загрузка...

Расчёт электромагнитной совместимости блока питания


Расчёт электромагнитной совместимости блока питания

При рассмотрении рисунка печатной платы данного РЭА, можно счесть интересным взаимодействие двух параллельных дорожек (отмеченных в приложении 3 значком *). Это объясняется тем, что один из проводников соединён с базой транзистора VТ1 , который находится на входе усилителя , второй же проводник соединен с базой транзистора одного такта выходного транзистора, а также через смещение с коллектором драйвера.

Фрагмент рисунка печатной платы

Рис2. Фрагмент рисунка печатной платы

Рис3. Фрагмент схемы с учетом паразитных параметров.

Между дорожками может возникнуть паразитная ёмкостная и паразитная индуктивная связи. Нарисуем эквивалентную схему соединения деталей данного фрагмента и укажем соединением вид паразитной связи:L1=L2- индуктивности дорожек между которыми возникает взаимоиндукция Мпар, Спар.-паразитная ёмкость между дорожками.

Необходимо определиться с методикой расчета, расчет электрически длинных или электрически коротких цепей. Электрическую длину линии определяют из соотношения задержки сигнала в линии clip_image006 и длительностью фронта импульса clip_image008. Если clip_image006[1]>0,1*clip_image008[1], то линия считается электрически длинной, если clip_image006[2]<0,1*clip_image008[2], то линия считается электрически короткой.

Время фронта clip_image008[3]можно выбрать из соображений, что в схеме присутствуют пульсации с частотой 10 КГц(среднее между крайними значениями диапазона рабочих частот).

clip_image008[4]=Т/4

Т=1/50=0,0001с и тогда clip_image008[5]=0,0025*10-3с.

Время распространения сигнала по линии можно определить по формуле:

clip_image010,

clip_image012-длина линии.

Тогда clip_image006[3]=clip_image014с.

Из соотношения clip_image006[4]<0,1*clip_image008[6](clip_image016<clip_image018), можно определить, что фрагмент проводника данной печатной платы является электрически короткой линией связи.

Определим степень влияния паразитной ёмкостной связи. Паразитную Емкость между двумя проводниками, расположенных с одной стороны, или с разных сторон печатной платы, можно определить по формуле

clip_image020,

clip_image012[1] — длина общего участка (см), С0-удельная ёмкость линии, зависящая от ширины проводников и их взаимного расположения (пФ/см). Величина Е – это диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между проводниками. Из рисунка 1 видно, что часть линий электрического поля проходит через воздух, а часть через печатную плату, поэтому в формулу нужно подставлять среднее арифметическое значение диэлектрической проницаемости воздуха и стеклотекстолита.

clip_image023

Найдём d/b=0,25/0,1=2,5. Из рисунка 3 видно, что это значение соответствует значению удельной ёмкости С0=0,05 пФ.

clip_image025=(1+5)/2=3.

clip_image027=0,05*3=0,15 пФ.

Найдём реактивное сопротивление по формуле.

clip_image029=clip_image031=75,36*106 Ом.

Получив значение реактивного сопротивления можно сделать вывод, что паразитная ёмкость не вносит значительных искажений в наш сигнал. Но чтобы окончательно удостовериться в том, что емкостная связь не влияет на работу схемы, воспользуемся формулой для определения предельной длины общего участка короткой линии связи:

clip_image033.

Здесь Кп – коэффициент помехоустойчивости. а- толщина дорожки, b – ширина дорожки, d – расстояние между ними.

Коэффициент помехоустойчивости определяется по формуле:

clip_image035,

clip_image037— номинальное напряжение в схеме. Примем clip_image039=0,1*clip_image037[1], то Кп=0,1.clip_image041567 КОм. Тогда :

clip_image043=0,50751 м.

Очевидно, что при общей длине участка короткой линии связи clip_image012[2]=1 cм. Ёмкостные помехи не возникают.

Рассмотрим индуктивную связь между параллельными дорожками.

Паразитную взаимоиндукцию можно определить по формуле:

clip_image045,

L1 и L2 – идуктивности расссматриваемых проводников. Индуктивность проводника можно опеделить по формуле:

clip_image047,

d – расстояние между осями проводников. r = радиус сечения проводников. d = 2.5 мм, r = 20 мкм = 20*10-6 м. clip_image049 для меди составляет 1,3. Находим clip_image051=3,45 мкГн. L1 = L2 = 3,45 мГн. Определим величину паразитной взаимоиндукции clip_image053 мкГн. Для того, чтобы определить степень влияния паразитной взаимоиндукции, необходимо найти clip_image055. Т. к. схема аналоговая и clip_image055[1]здесь быть не может, то зададимся clip_image055[2] = clip_image037[2] + 0,1*clip_image037[3]=1,1*clip_image037[4]. Для обеспечения устойчивой работы транзистора, необходимо чтобы выполнялось условиеclip_image058, clip_image060, => clip_image062=clip_image064=1.1*0,0025*567=1.56 Гн. Очевидно, что 1,75 мкГн <1.56 Гн и паразитная взаимоиндукция не влияет на функционирование транзистора и всей схемы.

Загрузка...