Drei Anti-Interferenz-Maßnahmen von der Hardware

2022-02-11 09:45:10

 

Denn das ursprüngliche LED-Netzteil ist ein lineares Netzteil, aber beim Betrieb geht viel Energie in Form von Wärme verloren. Das lineare Netzteil arbeitet so, dass es über ein Spannungsgerät von hoher auf niedrige Spannung umschaltet, im Allgemeinen ein Transformator, der dann durch Gleichrichtung die Gleichspannung ausgibt. Obwohl es sperrig und warm ist, hat es den Vorteil, dass es nur wenige externe Störungen und nur wenige elektromagnetische Störungen gibt, die aber auch leicht zu lösen sind. Und jetzt werden mehr LED-Schaltnetzteile verwendet, in Form von PWM-LED-Antriebsnetzteilen, die den Leistungstransistor im Ein- und Aus-Zustand arbeiten lassen. Beim Leiten ist die Spannung niedrig und der Strom hoch; beim Ausschalten ist die Spannung hoch und der Strom niedrig, sodass auch der am Leistungshalbleitergerät erzeugte Verlust sehr gering ist. Der Nachteil ist offensichtlicher, elektromagnetische Störungen (EMI) sind schwerwiegender.

 

Die elektromagnetische Verträglichkeit der LED-Stromversorgung hängt im Allgemeinen vom Schaltkreis in der Stromversorgung ab. Der Schaltkreis ist eine der Hauptstörquellen der Schaltstromversorgung. Der Schaltkreis ist der Kern der LED-Antriebsstromversorgung. Der Schaltkreis besteht hauptsächlich aus Schaltröhre und Hochfrequenztransformator. Der von ihm erzeugte DU/DT hat größere Impulse, ein breiteres Frequenzband und reiche Harmonische.

 

Der Hauptgrund für diese Hochfrequenzimpulsstörung besteht darin, dass die Schaltröhre mit der Primärspule des Hochfrequenztransformators belastet ist und eine induktive Last darstellt. Im Moment der Leitung erzeugt die Primärspule einen großen Stoßstrom und an beiden Enden der Primärspule tritt eine hohe Stoßspitzenspannung auf. Im Moment der Trennung wird aufgrund des Flusslecks der Primärspule ein Teil der Energie nicht von der Primärspule auf die Sekundärspule übertragen und es bilden sich im Schaltkreis gedämpfte Schwingungen mit scharfen Spitzen, die der Abschaltspannung überlagert sind und die Abschaltspannungsspitze bilden. Hochfrequenzimpulse erzeugen mehr Emissionen und periodische Signale erzeugen mehr Emissionen. In einem LED-Stromversorgungssystem wird durch den Schaltkreis eine Stromspitze erzeugt, die auch eine Stromspitze erzeugt, wenn sich der Laststrom ändert. Dies ist eine der Quellen elektromagnetischer Störungen.

 

Bei praktisch allen elektromagnetischen Interferenzproblemen ist die Hauptursache eine falsche Erdung. Es gibt drei Methoden der Signalerdung: Einzelpunkt, Mehrpunkt und gemischt. Wenn die Schaltkreisfrequenz unter 1 MHz liegt, kann die Einzelpunkt-Erdungsmethode angewendet werden, sie ist jedoch nicht für Hochfrequenzen geeignet. Bei Hochfrequenzanwendungen wird die Mehrpunkt-Erdung bevorzugt.

 

Gemischte Erdung ist eine Methode der Einzelpunkterdung für niedrige Frequenzen und der Mehrpunkterdung für hohe Frequenzen. Die Erdungsanordnung ist entscheidend. Erdungskreise von digitalen Hochfrequenzkreisen und analogen Niederfrequenzkreisen sollten nicht gemischt werden. Man kann sagen, dass eine ordnungsgemäße Leiterplattenverdrahtung (PCB) entscheidend ist, um elektromagnetische Störungen zu verhindern.

 

In LED-Stromversorgungen gibt es eine Reihe intelligenter LED-Stromversorgungen, die durch Single-Chip-Mikrocomputer gesteuert werden, und einige LED-Stromversorgungen steuern durch Single-Chip-Mikrocomputer das Tastverhältnis des Schaltkreises. Der Watchdog des Single-Chip-Mikrocomputersystems spielt für den gesamten Betrieb der LED-Stromversorgung eine wichtige Rolle, da manche Störquellen nicht alle isoliert werden können oder darüber hinaus, wenn sie einmal in der CPU sind, den normalen Betrieb des Programms stören. Die Kombination aus Reset-System und Softwareverarbeitung ist eine effektive Fehlerkorrekturabwehr.

Es gibt zwei gängige Reset-Systeme:

① Externes Reset-System. Externe Watchdog-Schaltkreise können selbst entwickelt oder mit speziellen Watchdog-Chips gebaut werden. Wenn das Programmsystem also in einer Endlosschleife feststeckt und die Schleife zufällig ein „Feed the Dog“-Signal hat, kann der Reset-Schaltkreis seine beabsichtigte Funktion nicht ausführen.

(2) Immer mehr LED-Netzteile verfügen über ein eigenes Reset-System auf dem Chip, sodass Benutzer problemlos den entsprechenden Reset-Timer verwenden können. Allerdings sind die Reset-Anweisungen mancher Steuerschaltkreise intelligenter LED-Netzteile zu einfach, sodass beispielsweise Endlosschleifen-Anweisungen wie „Dog“ auftreten und ihre Überwachungsfunktion verloren geht.

Um das Problem der elektromagnetischen Interferenz der LED-Stromversorgung zu lösen, können wir von den folgenden Aspekten der Hardware ausgehen:

1. Reduzieren Sie die Störungen des Schaltnetzteils selbst: Soft-Switching-Technologie, bei der die Induktivität und Kapazität der ursprünglichen Hard-Switching-Schaltung erhöht werden, indem die Resonanz von Induktivität und Kapazität genutzt wird, um den Schaltvorgang DU/DT und DI/DT zu reduzieren, sodass das Schaltgerät vor dem Stromanstieg einen Spannungsabfall oder vor dem Spannungsanstieg einen Stromabfall ausschaltet, um die Überlappung von Spannung und Strom zu vermeiden. Schaltfrequenzmodulationstechnologie, bei der die Schaltfrequenz FC moduliert wird, wobei der Schwerpunkt auf FC und seinen Harmonischen 2FC, 3FC usw. liegt, um die EMI-Amplitude an jedem Frequenzpunkt zu reduzieren. Wählen Sie Komponenten aus, bei denen es nicht so leicht zu Störungen kommt und die nicht leicht leitend sind und keine Störungen abstrahlen. Besonderes Augenmerk wird normalerweise auf die Auswahl von Wicklungskomponenten wie Dioden und Transformatoren gelegt. Die schnelle Erholungsdiode mit niedrigem Sperrverzögerungsstrom und kurzer Erholungszeit ist ein ideales Gerät zur Hochfrequenzgleichrichtung von Schaltnetzteilen.

 

Sinnvoller Einsatz von EMI-Filtern: Einer der Hauptzwecke von EMI-Filtern ist, dass Stromnetzrauschen eine Art elektromagnetischer Interferenz ist, die zu den Hochfrequenzstörungen (RFI) gehört. Das übertragene Rauschspektrum reicht von etwa 10 kHz bis 30 MHz und bis zu 150 MHz. Im Allgemeinen ist die Amplitude der Differenzmodusinterferenz klein und niedrigfrequent, was zu geringen Interferenzen führt; die Amplitude der Gleichtaktinterferenz ist hochfrequent, wird aber auch durch die Leitung abgestrahlt, was zu größeren Interferenzen führt. Um die leitungsgebundenen Interferenzen abzuschwächen, ist die effektivste Methode, EMI-Filter in den Eingangs- und Ausgangsschaltungen des Schaltnetzteils zu installieren. LED-Netzteile verwenden im Allgemeinen einfache einstufige EMI-Filter, die hauptsächlich Gleichtaktdrosseln und Filterkondensatoren umfassen. EMI-Filter können die elektromagnetischen Interferenzen des Schaltnetzteils effektiv unterdrücken.

 

2. Reduzieren Sie elektromagnetische Störungen, indem Sie den Ausbreitungsweg von Störsignalen unterbrechen: Im ersten Fall können Störungen in der Stromleitung durch einen Netzfilter gefiltert werden. Ein angemessener und wirksamer EMI-Filter für Schaltnetzteile sollte eine starke Unterdrückungswirkung auf die Differenzial- und Gleichtaktstörungen in der Stromleitung haben. PCB ist der Trägerteil von Schaltungselementen und Komponenten im LED-Stromversorgungssystem und stellt die elektrische Verbindung zwischen Schaltungselementen und Komponenten her. Mit der rasanten Entwicklung der elektronischen Technologie wird die PCB-Dichte immer höher.

Das Design der Leiterplatte hat großen Einfluss auf die elektromagnetische Verträglichkeit des LED-Stromversorgungssystems. Die Praxis hat gezeigt, dass selbst wenn das Schaltschema korrekt ist, das Design der Leiterplatte nicht korrekt ist.

 

Die Zuverlässigkeit des LED-Stromversorgungssystems wird beeinträchtigt. Das störungsfreie PCB-Design umfasst hauptsächlich das PCB-Layout, die Verkabelung und die Erdung. Sein Zweck besteht darin, die elektromagnetische Strahlung der PCB und das Übersprechen zwischen den Schaltkreisen auf der PCB zu reduzieren. Darüber hinaus beträgt die Frequenz von Wechselstromgeräuschen, die durch elektromagnetische Störungen von Transformatoren verursacht werden, im Allgemeinen etwa 50 Hz, während Wechselstromgeräusche, die durch unsachgemäße Erdungsverkabelung verursacht werden, aufgrund der Frequenzverdoppelung der Gleichrichterschaltung etwa 100 Hz betragen, was durch sorgfältige Differenzierung erkannt werden kann. Daher sollten wir beim Design von Leiterplatten auf die richtige Methode achten, die allgemeinen Prinzipien des PCB-Designs einhalten und die Designanforderungen der störungsfreien Gestaltung erfüllen.

3. Ergreifen Sie die Initiative, um die Entstörungsfähigkeit des Körpers deutlich zu verbessern: Die Ein- und Ausgänge des LED-Stromversorgungssystems sind ebenfalls Störquellen der Übertragungsleitung und der empfangenen Hochfrequenz-Störsignalquelle. Daher müssen im Allgemeinen wirksame Maßnahmen ergriffen werden: Wir entwerfen die erforderlichen Gleichtakt-/Differentialmodus-Unterdrückungsschaltungen sowie Filter und elektromagnetische Abschirmmaßnahmen, um Störungen zu reduzieren. Soweit die Bedingungen es zulassen, werden verschiedene Isolationsmaßnahmen (wie photoelektrische Isolation oder magnetoelektrische Isolation) ergriffen, um die Ausbreitung von Störungen zu unterbrechen. Blitzschutzmaßnahmen: Wenn Sie ein LED-Stromversorgungssystem im Freien oder ein Strom- und Signalleitungssystem im Innenbereich einführen, müssen Sie die Probleme des Blitzschutzsystems berücksichtigen. Zu den üblichen Blitzschutzvorrichtungen gehören Gasentladungsröhren und Transient Voltage Suppression (TVS). Gasentladungsröhren lösen einen Gasdurchschlag aus, wenn die Spannung der Stromversorgung einen bestimmten Wert überschreitet, normalerweise einige zehn V oder einige hundert V.

Elektrizität, die einen starken Impuls von der Stromleitung zur Erde leitet. TVS kann als zwei parallele Zenerdioden in entgegengesetzter Richtung betrachtet werden, die sich einschalten, wenn die Spannung an beiden Enden höher als ein bestimmter Wert ist. Es ist durch vorübergehende Ströme von Hunderten oder Tausenden von A gekennzeichnet.

 

In diesem Dokument können wir die wichtigsten Steuerungstechnologien für die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von LED-Stromversorgungen zusammenfassen: Schaltungsmaßnahmen, EMI-Filterung, Komponentenauswahl, Abschirmung und störungsfreies Design der Leiterplatte. Wenn Sie diese Probleme richtig und vernünftig lösen können, ist es kein Problem, die nationale Zertifizierung problemlos zu bestehen! Oben finden Sie einige Analysen des Designs der LED-Stromversorgung. Ich hoffe, Ihnen dabei zu helfen.