EMI-Filterberechnung in einem SMPS

Ich baue ein SMPS mit dem Fairchild Semi FSGM300N Netzschalter. FSGM300N-Datenblatt
Wenn dieser Datenblatt-Link verwundet ist, versuchen Sie es mit dem FSGM 300N-Datenblatt

Ich habe die von fairchild semi bereitgestellten Entwurfswerkzeuge verwendet, um das folgende Diagramm zu erhalten . Es werden jedoch alle Parameter angegeben, mit Ausnahme des Werts des EMI-Filters Lin (roter Kreis im Diagramm). Ich muss wissen, wie der Wert von Lin berechnet wird. Mit Blick auf das Datenblatt verwendet das Referenzdesign 30 mH. Ich weiß nicht, ob das ein fester Wert ist? Dies ist mein erstes SMPS-Design.

Irgendwelche Gedanken bitte?

Danke.

Der Wert der Induktivität ist typisch für ein Netzfilter und nicht entscheidend.
Der Filter dient dazu, SMPS-HF-Komponenten vom Netz zu trennen.
Die Induktoren bilden zwei spiegelbildlich gekoppelte Pi-Filter (zur Analyse entlang der mittleren horizontalen Achse aufgeteilt).

Leitungsfilter können Gleichtaktfilter sein, die Rauschen auf der Leitung relativ zur Masse unterdrücken, als wäre die Leitung ein Einleiter-
oder Differenzialmodus, der die Einspeisung von Signalen in das Netz blockiert und das Netzsignal addiert, das selbst Differenzialmodus ist.

Ein ordnungsgemäß implementierter Filter verfügt häufig über Differenz- und Gleichtaktfilter.
Wie gezeigt hat das aktuelle Design keine :-(.

Ich vermute sehr, dass das Diagramm falsch aufgegangen ist - es stimmt nicht mit dem Diagramm in der zweiten Version des Datenblattes überein, das ich der Frage hinzugefügt habe. Das 2. Datenblatt zeigt ein "Z" -Symbol auf der Filterinduktivität, was bedeutet, dass sich die gepunkteten Enden an gegenüberliegenden Enden der Spule befinden. (Siehe Digramm unten, um dies zu verstehen.) Das blaue "Z" war vorhanden, aber ich habe es blau gefärbt. Ich habe die rote Ellipse und die Punkte hinzugefügt, von denen ich denke, dass sie impliziert sind.

In einem Gleichtaktfilter befindet sich die "Punktierung" auf jeder Wicklung auf derselben "Seite" des Filters - entweder beide auf der Leitungsseite oder beide auf der Geräteseite. Um ordnungsgemäß zu funktionieren, muss auf den Filter ein Kondensator mit Erdungsbezug folgen, sodass die Kappe mit einem griundierten Mittelhahn in zwei Kappen aufgeteilt werden muss. Siehe linken Teil des Diagramms unten.

Ein Differentialmodusfilter weist Punkte auf der gegenüberliegenden Seite des Filters auf, und der zugehörige Kondensator muss nicht mittig abgegriffen und geerdet werden. Siehe den rechten Teil des Diagramms unten.

Der Filter, wie in der mitgelieferten Schaltung gezeigt, hat Gleichtakt-Punktierung, aber Differentialmodus-Kondensatoranschlüsse - dh keine Kappen mit Mittelabgriff.
Es funktioniert weitaus weniger gut als wenn Cin1 zwei Kappen in Reihe mit der Mitte geerdet wäre ODER wenn zwei weitere Kappen in Reihe über Cin1 mit ihrem Mittelpunkt geerdet wären. Bild von hier .

Eine Internetsuche nach "Zeilenfilter" wird viele Beispiele ergeben.

Zugehöriges Material - jeweils mit einer Seite verknüpft.

FSGM-Datenblatt als JPG!

Es kann sehr schwierig sein, EMI-Filterwerte zu berechnen, da EMI stärker vom physikalischen Layout der Schaltung abhängt als von der Topologie selbst. Die parasitären Elemente, die sich auf den Bauteilabstand, die Abschirmung, die Aufnahme, die Kupplung usw. beziehen, sind zahlreicher als die tatsächlichen Teile. Oft ist ein empirischerer Ansatz erforderlich.

Die EMI-Lösung kann auch nicht so gut analytisch "bewiesen" werden. Sie müssen Messungen mit einem geeigneten Spektrumanalysator und LISN (Line Impedance Stabilization Network) unter mehreren Bedingungen durchführen und empirisch nachweisen, dass das gesamte Produkt den Emissionsstandards entspricht.

Ihr Wandler erzeugt EMI bei seiner Schaltfrequenz und bei harmonischen Vielfachen dieser Frequenz. Wenn Sie andere Schaltelemente in der Schaltung haben, sehen Sie möglicherweise auch Summen- und Differenzfrequenzen. Die ultraschnellen Gleichrichterdioden erzeugen aufgrund ihrer Geschwindigkeit hochfrequentes Rauschen (normalerweise bis in den Megahertzbereich).

$I^2R$

Wie Russell sagte, kombiniert ein geeigneter Gleichtaktfilter einen Gleichtaktinduktor (Phasenpunkte an denselben Enden) mit einigen Y-Kondensatoren (eine Kappe von jeder Wicklung zur Schutzerde). Die für diese Funktion verwendeten Kondensatoren MÜSSEN für Y-Anwendungen sicherheitsgeprüft sein. Ihr Design sollte mindestens einen Satz Y-Kondensatoren enthalten.

Die beiden Leitungskondensatoren (Cin1 und Cin2) werden als X-Kondensatoren bezeichnet (da sie das Netz "kreuzen"). Diese wirken sich stärker auf das Differentialmodusrauschen aus, zusammen mit allen Differentialmodusinduktoren.

Als Ausgangspunkt sollten Sie sicherstellen, dass Ihr Filter bei der Hauptschaltfrequenz des Wandlers stark gedämpft ist, da dies häufig die stärkste EMI-Quelle im Netzteil ist.

Bei einem Gleichtaktinduktor wird dies im Allgemeinen dadurch erreicht, dass die Induktivität so hoch wie möglich ist, um die höchste induktive Reaktanz bei der Schaltfrequenz sicherzustellen. Dies impliziert normalerweise Ferritmaterial mit hoher Permeabilität, um die Induktivität zu erreichen, ohne dass viele Windungen erforderlich sind. Toroidkerne werden häufig verwendet, da sie es den leitungsseitigen und neutralen Wicklungen leicht ermöglichen, symmetrisch auf den Kern zu passen, üblicherweise mit einem isolierenden Abstandshalter zwischen den Wicklungen.

X- und Y-Kondensatoren sind etwas einfacher - ihre Datenblätter haben Kennlinien, die ihre Dämpfung als Funktion der Frequenz zeigen.

Sobald Sie sich für Ihre Kondensatoren und Induktivitäten entschieden haben, ist es Zeit zu messen, zu optimieren, erneut zu messen, erneut zu schwächen ...