J'ai utilisé les outils de conception fournis par fairchild semi pour obtenir le diagramme suivant . Mais tous les paramètres sont donnés, à l'exception de la valeur du filtre EMI Lin (cercle rouge dans le diagramme) .J'ai besoin de savoir comment calculer la valeur de Lin. En regardant la fiche technique, la conception de référence utilise 30 mH. Je ne sais pas si c'est une valeur fixe? Ceci est ma première conception SMPS.
La valeur de l'inductance est typique d'un filtre de ligne et n'est pas cruciale.
Le filtre a pour fonction d'isoler les composants SMPS HF du secteur.
Les inducteurs forment deux filtres Pi couplés à une image miroir (divisés le long de l'axe horizontal central pour l'analyse.
Les filtres de ligne peuvent être un mode commun - qui rejette le bruit sur la ligne par rapport à la terre comme si la ligne était un conducteur unique
ou un mode différentiel, qui empêche les signaux d'être injectés dans le secteur et s'ajoutant au signal du secteur qui est lui-même en mode différentiel.
Un filtre correctement implémenté aura souvent des filtres en mode différentiel et commun. Comme indiqué, la conception actuelle n'a ni :-(.
Je soupçonne fortement que le diagramme a été mal lu - il ne correspond pas au diagramme de la deuxième version de la fiche technique que j'ai ajoutée à la question. La 2ème fiche technique montre un symbole "Z" sur l'inductance du filtre que je suppose que les extrémités en pointillés se trouvent sur les extrémités opposées de la bobine. (Voir le digramme ci-dessous pour comprendre cela.) Le "Z" bleu était présent mais je l'ai coloré en bleu. J'ai ajouté l'ellipse rouge et le pointillé qui, je pense, est implicite.
Dans un filtre en mode commun, le "pointillé" sur chaque enroulement sera du même "côté" du filtre - soit les deux du côté ligne, soit les deux du côté équipement. Pour fonctionner correctement, le filtre doit être suivi d'un condensateur référencé à la terre, de sorte que le capuchon doit être divisé en deux capuchons avec un robinet central griunded. Voir la partie gauche du diagramme ci-dessous.
Un filtre en mode différentiel a des points sur le côté opposé du filtre et le condensateur associé n'a pas besoin d'être centré et mis à la terre. Voir la partie droite du diagramme ci-dessous.
Le filtre tel qu'illustré dans le circuit fourni présente des connexions de condensateur en mode commun mais en mode différentiel - c'est-à-dire sans capuchons à prise centrale.
Cela fonctionnera beaucoup moins bien que si Cin1 était à deux bouchons en série avec le centre mis à la terre OU si deux bouchons supplémentaires étaient ajoutés en série à travers Cin1 avec leur point central mis à la terre. Image d'ici .
Une recherche sur Internet pour "filtre de ligne" donnera de nombreux exemples.
Merci pour le commentaire. J'ai regardé quelques autres exemples d'un SMPS de Top Switch (TOP252-262) et il est apparu la même chose, seulement que le deuxième condensateur après l'inductance n'était pas inclus. Mais je suis très préoccupé par la façon de calculer la valeur de l'inductance, qu'il s'agisse du mode commun ou du mode différentiel. Merci.
Paul A.
@RussellMcMahon N'oubliez pas que l'inductance de fuite d'une inductance de mode commun enroulée sur un seul noyau (comme un tore) agit comme un élément de mode différentiel.
Adam Lawrence
@Madmanguruman - Je pense que le diagramme est erroné et qu'un étranglement en mode différentiel était prévu. Voir la version alternative de la fiche technique ci-dessus et mes extensions de réponse. | Utiliser l'inductance de fuite comme moyen de faire jouer un starter à deux rôles à la fois est possible mais nécessite un art arcanique spécial qui n'est même pas évoqué obliquement dans cette note d'application. Ils donnent des spécifications très basiques et supposent que vous ne faites rien d'intelligent avec cet étrangleur.
Russell McMahon
4
Il peut être très difficile de calculer les valeurs de filtre EMI, car EMI dépend plus de la disposition physique du circuit que de la topologie elle-même. Les éléments parasites liés à l'espacement des composants, au blindage, au ramassage, au couplage, etc. seront plus nombreux que la quantité de pièces réelles. Une approche plus empirique est souvent nécessaire.
La solution EMI ne peut pas non plus être «prouvée» analytiquement comme bonne. Vous devez prendre des mesures avec un analyseur de spectre approprié et LISN (réseau de stabilisation d'impédance de ligne) dans de multiples conditions et prouver empiriquement que le produit complet répond aux normes d'émission.
Votre convertisseur générera des interférences électromagnétiques à sa fréquence de commutation et à des multiples harmoniques de cette fréquence. Si vous avez d'autres éléments de commutation dans le circuit, vous pouvez également voir des fréquences de somme et de différence. Les diodes de redressement ultrarapides génèrent du bruit haute fréquence (généralement dans le mégahertz) en raison de leur vitesse.
De toute évidence, l'inductance EMI doit transporter le courant de ligne. Dans la configuration en mode commun, le courant d'entrée s'annule, vous n'avez donc pas à vous soucier de sa saturation, mais le fil doit être suffisamment épais pour transporter le courant sans pertes .je2R
Comme le disait Russell, un filtre de mode commun approprié combinera une inductance de mode commun (points de phase aux mêmes extrémités) avec quelques condensateurs Y (un capuchon de chaque enroulement à la terre de protection). Les condensateurs utilisés pour cette fonction DOIVENT être homologués pour la sécurité pour les applications Y. Votre conception doit inclure au moins un ensemble de condensateurs Y.
Les deux condensateurs transversaux (Cin1 et Cin2) sont appelés condensateurs X (car ils «traversent» le secteur). Ceux-ci agissent davantage sur le bruit en mode différentiel, ainsi que sur toutes les inductances en mode différentiel.
Comme point de départ, vous devez vous assurer que votre filtre a beaucoup d'atténuation à la fréquence de commutation principale du convertisseur, car il s'agit souvent de la source EMI la plus puissante de l'alimentation.
Pour une inductance de mode commun, ceci est généralement obtenu en ayant l'inductance aussi élevée que possible, pour assurer la réactance inductive la plus élevée à la fréquence de commutation. Cela implique généralement un matériau ferrite à haute perméabilité, pour obtenir l'inductance sans avoir besoin de plusieurs tours. Les noyaux toroïdaux sont souvent utilisés car ils permettent facilement aux enroulements côté ligne et côté neutre de s'adapter symétriquement au noyau, généralement avec une entretoise isolante entre les enroulements.
Les condensateurs X et Y sont un peu plus faciles - leurs fiches techniques auront des courbes caractéristiques qui montrent leur atténuation en fonction de la fréquence.
Une fois que vous vous êtes installé sur vos condensateurs et inductances, il est temps de commencer à mesurer, peaufiner, remesurer, retoucher ...
. Mais tous les paramètres sont donnés, à l'exception de la valeur du filtre EMI Lin (cercle rouge dans le diagramme) .J'ai besoin de savoir comment calculer la valeur de Lin. En regardant la fiche technique, la conception de référence utilise 30 mH. Je ne sais pas si c'est une valeur fixe? Ceci est ma première conception SMPS.
Il peut être très difficile de calculer les valeurs de filtre EMI, car EMI dépend plus de la disposition physique du circuit que de la topologie elle-même. Les éléments parasites liés à l'espacement des composants, au blindage, au ramassage, au couplage, etc. seront plus nombreux que la quantité de pièces réelles. Une approche plus empirique est souvent nécessaire.
La solution EMI ne peut pas non plus être «prouvée» analytiquement comme bonne. Vous devez prendre des mesures avec un analyseur de spectre approprié et LISN (réseau de stabilisation d'impédance de ligne) dans de multiples conditions et prouver empiriquement que le produit complet répond aux normes d'émission.
Votre convertisseur générera des interférences électromagnétiques à sa fréquence de commutation et à des multiples harmoniques de cette fréquence. Si vous avez d'autres éléments de commutation dans le circuit, vous pouvez également voir des fréquences de somme et de différence. Les diodes de redressement ultrarapides génèrent du bruit haute fréquence (généralement dans le mégahertz) en raison de leur vitesse.
De toute évidence, l'inductance EMI doit transporter le courant de ligne. Dans la configuration en mode commun, le courant d'entrée s'annule, vous n'avez donc pas à vous soucier de sa saturation, mais le fil doit être suffisamment épais pour transporter le courant sans pertes .je2R
Comme le disait Russell, un filtre de mode commun approprié combinera une inductance de mode commun (points de phase aux mêmes extrémités) avec quelques condensateurs Y (un capuchon de chaque enroulement à la terre de protection). Les condensateurs utilisés pour cette fonction DOIVENT être homologués pour la sécurité pour les applications Y. Votre conception doit inclure au moins un ensemble de condensateurs Y.
Les deux condensateurs transversaux (Cin1 et Cin2) sont appelés condensateurs X (car ils «traversent» le secteur). Ceux-ci agissent davantage sur le bruit en mode différentiel, ainsi que sur toutes les inductances en mode différentiel.
Comme point de départ, vous devez vous assurer que votre filtre a beaucoup d'atténuation à la fréquence de commutation principale du convertisseur, car il s'agit souvent de la source EMI la plus puissante de l'alimentation.
Pour une inductance de mode commun, ceci est généralement obtenu en ayant l'inductance aussi élevée que possible, pour assurer la réactance inductive la plus élevée à la fréquence de commutation. Cela implique généralement un matériau ferrite à haute perméabilité, pour obtenir l'inductance sans avoir besoin de plusieurs tours. Les noyaux toroïdaux sont souvent utilisés car ils permettent facilement aux enroulements côté ligne et côté neutre de s'adapter symétriquement au noyau, généralement avec une entretoise isolante entre les enroulements.
Les condensateurs X et Y sont un peu plus faciles - leurs fiches techniques auront des courbes caractéristiques qui montrent leur atténuation en fonction de la fréquence.
Une fois que vous vous êtes installé sur vos condensateurs et inductances, il est temps de commencer à mesurer, peaufiner, remesurer, retoucher ...
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