SMPSでのEMIフィルターの計算


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Fairchild Semi FSGM300N電源スイッチを使用してSMPSを構築しています。FSGM300Nデータシート
そのデータシートのリンクが負傷している場合は、FSGM 300Nデータシートをお試しください

フェアチャイルドセミが提供する設計ツールを使用して、次の図を作成しましたデザインの抜粋。しかし、EMIフィルターLin(図の​​赤い円)の値を除いて、すべてのパラメーターが指定されています。Linの値を計算する方法を知る必要があります。データシートを見ると、リファレンスデザインは30mHを使用しています。それが固定値かどうかわかりませんか?これは私の最初のSMPS設計です。

何か考えはありますか?

ありがとうございます。

回答:


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インダクタンスの値は、ラインフィルターの典型的な値であり、重要ではありません。
フィルターの目的は、電源からSMPS HFコンポーネントを分離することです。
インダクターは2つの鏡像結合されたPiフィルターを形成します(分析のために中央の水平軸に沿って分割されます)。

ラインフィルターはコモンモードにすることができます。これは、ラインが単一導体
または差動モードであるかのように、グラウンドに対してライン上のノイズを拒否し、信号が主電源に注入され、それ自体が差動モードである主電源信号に追加することをブロックします。

適切に実装されたフィルターは、多くの場合、差動フィルターとコモンモードフィルターの両方を備えています。
示されているように、現在のデザインには:-(。

ダイアグラムが誤って夜明けになっているのではないかと強く疑います-これは、質問に追加したデータシートの2番目のバージョンのダイアグラムと一致しません。2番目のデータシートには、フィルターインダクターの「Z」記号が表示されています。これは、点線の端がコイルの反対側の端にあることを意味します。(これを理解するには、下の図を参照してください。)青色の「Z」が存在しましたが、私はそれを青色に着色しました。赤い楕円と暗示されていると思う点を追加しました。

ここに画像の説明を入力してください

コモンモードフィルターでは、各巻線の「点」はフィルターの同じ「側」にあります。両方ともライン側にあるか、両方とも装置側にあります。フィルターが適切に機能するためには、グラウンド基準のコンデンサーが続く必要があります。そのため、キャップは、接地されたセンタータップで2つのキャップに分割する必要があります。下の図の左側を参照してください。

差動モードフィルターは、フィルターの反対側に点があり、関連するコンデンサーをセンタータップして接地する必要はありません。下の図の右側を参照してください。

付属の回路に示されているフィルタは、コモンモードドット接続ですが、差動モードのコンデンサ接続です。
Cin1が中央に接地された2つのキャップが直列に接続されている場合、または中心点が接地された状態でCin1全体に直列にさらに2つのキャップが追加された場合に比べて、うまく機能しません。こちらからの画像

ここに画像の説明を入力してください

「ラインフィルター」をインターネットで検索すると、多くの例が表示されます。

関連資料 -それぞれがページにリンクされています。

JPGとしてのFSGMデータシート!


コメントありがとうございます。私はトップスイッチ(TOP252-262)からのSMPSの他のいくつかの例を調べましたが、一部は同じように見えましたが、インダクターの後の2番目のコンデンサーが含まれていませんでした。しかし、私はインダクタの値をどのように計算するか、コモンモードか差動モードかに関係なく非常に心配しています。ありがとう。
ポールA.

@RussellMcMahonシングルコア(トロイドのような)に巻かれたコモンモードチョークの漏れインダクタンスは、差動モードエレメントとして機能することを忘れないでください。
Adam Lawrence、

@マドマングルマン-ダイアグラムに誤りがあり、ディファレンシャルモードのチョークが意図されていたと思います。上記のデータシートの代替バージョンと私の回答拡張機能を参照してください。| 漏れインダクタンスをチョークに同時に2つの役割を実行させる手段として使用することは可能ですが、このアプリケーションノートでは斜めに示唆されていない特殊な難解なアートが必要です。彼らは非常に基本的な仕様を提供し、あなたがこのチョークで何か賢いことをしていないと仮定します。
ラッセルマクマホン

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EMIはトポロジー自体よりも回路の物理レイアウトに依存するため、EMIフィルター値の計算は非常に難しい場合があります。コンポーネントの間隔、シールド、ピックアップ、カップリングなどに関連する寄生要素は、実際の部品の数を上回ります。多くの場合、より経験的なアプローチが必要です。

EMIソリューションは、分析的にも「実証済み」ではありません。複数の条件下で適切なスペクトラムアナライザーとLISN(ラインインピーダンス安定化ネットワーク)を使用して測定を行い、完全な製品がエミッション規格を満たしていることを経験的に証明する必要があります。

コンバータは、スイッチング周波数とその周波数の倍数でEMIを生成します。回路内に他のスイッチングエレメントがある場合は、合計周波数と差周波数も表示されることがあります。超高速整流ダイオードは、その速度により高周波ノイズ(通常はメガヘルツまで)を生成します。

明らかに、EMIインダクタはライン電流を運ぶ必要があります。コモンモード構成では、入力電流が相殺されるため、飽和することを心配する必要はありませんが、ワイヤは、電流が流れるのに十分な太さでなければなりません。2R 損失。

ラッセルが言っていたように、適切なコモンモードフィルターは、コモンモードインダクター(同じ端にあるフェーズドット)をいくつかのYコンデンサー(各巻線から保護アースへのキャップ)と組み合わせます。この機能に使用されるコンデンサは、Yアプリケーション用に安全承認されている必要があります。設計には、少なくとも1セットのYコンデンサを含める必要があります。

2つの向こう側のコンデンサ(Cin1およびCin2)は、Xコンデンサと呼ばれます(主電源を「横切る」ため)。これらは、あらゆる差動モードインダクタとともに、差動モードノイズにより多く作用します。

開始点として、コンバーターのメインスイッチング周波数でフィルターに多くの減衰があることを確認する必要があります。これは、多くの場合、電源で最も強いEMIソースであるためです。

コモンモードインダクタの場合、これは一般に、インダクタンスをできるだけ高くして、スイッチング周波数で最高の誘導リアクタンスを確保することによって実現されます。これは通常、多くのターンを必要とせずにインダクタンスを実現するために、高透磁率のフェライト材料を意味します。トロイダルコアは、ライン側とニュートラル側の巻線を簡単に対称的にコアにフィットさせることができるため、よく使用されます。通常、巻線間に絶縁スペーサーがあります。

XコンデンサとYコンデンサは少し簡単です。それらのデータシートには、周波数の関数として減衰を示す特性曲線が含まれています。

コンデンサとインダクタを決定したら、測定、微調整、再測定、再微調整を開始します...


最後の段落で詳しく説明できますか?ありがとう
ポールA.
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