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嘉峪檢測網(wǎng) 2024-06-10 09:24
H橋逆變器是一種常用的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),它通過四個開關(guān)器件(如MOSFET或IGBT)組成的橋式電路實現(xiàn)直流到交流的轉(zhuǎn)換。盡管H橋逆變器在應(yīng)用中具有廣泛的應(yīng)用前景,但在設(shè)計和使用過程中,EMC(電磁兼容性)方面也存在一些風(fēng)險點。以下是H橋逆變器電路中的主要EMC風(fēng)險點及其分析:
1. 高頻開關(guān)噪聲
產(chǎn)生原因:H橋逆變器通過PWM(脈寬調(diào)制)技術(shù)控制開關(guān)器件的通斷,產(chǎn)生高頻開關(guān)信號。這些高頻開關(guān)信號容易產(chǎn)生高頻噪聲。
風(fēng)險:高頻噪聲可能會通過電源線和信號線傳播,影響周圍的電子設(shè)備。
緩解措施:
使用軟開關(guān)技術(shù)或增加開關(guān)時間以減小高頻噪聲。
在開關(guān)器件附近增加高頻去耦電容,降低開關(guān)瞬間的高頻干擾。
2. 電源線傳導(dǎo)干擾
產(chǎn)生原因:高頻開關(guān)動作和大電流變化會在電源線上引起傳導(dǎo)干擾。
風(fēng)險:傳導(dǎo)干擾通過電源線傳輸,可能影響其他共用電源的設(shè)備。
緩解措施:
在電源輸入端增加EMI濾波器,濾除高頻干擾成分。
使用線阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN)進(jìn)行傳導(dǎo)干擾測試,確保傳導(dǎo)干擾水平符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
3. 輻射干擾
產(chǎn)生原因:開關(guān)器件和大電流變化會在空間中輻射電磁波,形成輻射干擾。
風(fēng)險:輻射干擾可能會對附近的無線通信設(shè)備和敏感電子設(shè)備產(chǎn)生影響。
緩解措施:
在PCB設(shè)計中優(yōu)化走線布局,減少高頻電流環(huán)路面積。
使用屏蔽罩覆蓋高頻開關(guān)區(qū)域,減少輻射干擾。
在設(shè)計中考慮合理的接地策略,減小地環(huán)路面積。
4. 散熱器與結(jié)構(gòu)件的干擾
產(chǎn)生原因:H橋逆變器中的功率器件通常需要安裝在散熱器上,散熱器可能成為輻射干擾的天線。
風(fēng)險:散熱器如果沒有良好接地,會形成天線效應(yīng),輻射干擾。
緩解措施:
確保散熱器與地可靠連接,避免散熱器懸空。
增加散熱器與外殼之間的屏蔽措施,減少輻射干擾。
5. PCB布局和走線
產(chǎn)生原因:不合理的PCB布局和走線可能導(dǎo)致高頻干擾耦合和地環(huán)路干擾。
風(fēng)險:干擾信號可能通過不良走線路徑傳播,影響電路穩(wěn)定性和EMC性能。
緩解措施:
優(yōu)化PCB布局,確保功率和信號回路盡量短且直,減少環(huán)路面積。
使用多層板設(shè)計,合理布置地層和電源層,增強電磁屏蔽效果。
對關(guān)鍵信號和電源線增加濾波和去耦措施。
6. 接地系統(tǒng)設(shè)計
產(chǎn)生原因:接地系統(tǒng)設(shè)計不良可能導(dǎo)致地環(huán)路干擾和接地噪聲。
風(fēng)險:地環(huán)路噪聲會影響電路的正常工作,造成EMC問題。
緩解措施:
采用星型接地設(shè)計,避免地環(huán)路干擾。
確保所有接地點具有良好的電氣連接,降低地阻抗。
在PCB設(shè)計中使用大面積地平面,提供良好的回流路徑。
7. 電纜和連接器
產(chǎn)生原因:電纜和連接器在高頻工作時可能成為干擾源和干擾耦合路徑。
風(fēng)險:電纜可能拾取或輻射干擾,影響系統(tǒng)EMC性能。
緩解措施:
使用屏蔽電纜,確保屏蔽層與地可靠連接。
在電纜入口處增加濾波器,抑制傳導(dǎo)干擾。
確保連接器接觸良好,減少接觸電阻。
結(jié)論
通過以上措施,可以有效降低H橋逆變器在EMC方面的風(fēng)險。設(shè)計時應(yīng)全面考慮這些風(fēng)險點,并采取相應(yīng)的緩解措施,確保逆變器在各種應(yīng)用場景中的電磁兼容性,避免對周圍設(shè)備和系統(tǒng)造成干擾。定期的emc測試和驗證也是確保產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)的重要環(huán)節(jié)。

來源:電磁兼容定制方案網(wǎng)