จะลด EMI ที่เกิดจากไดโอดเรียงกระแสในวงจรได้อย่างไร?

EMI หรือการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า อาจทำให้เกิดอาการปวดคอได้มากเมื่อพูดถึงไดโอดเรียงกระแสในวงจร ในฐานะซัพพลายเออร์ไดโอดเรียงกระแส ฉันได้เห็นโดยตรงแล้วว่า EMI สามารถทำให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แย่ลงได้อย่างไร ในบล็อกนี้ ฉันจะแบ่งปันเคล็ดลับบางประการเกี่ยวกับวิธีลด EMI ที่สร้างโดยไดโอดเรียงกระแสในวงจร

ทำความเข้าใจกับ EMI ในไดโอดเรียงกระแส

ก่อนที่เราจะเจาะลึกวิธีแก้ปัญหา ก่อนอื่นเรามาทำความเข้าใจก่อนว่าเหตุใดไดโอดเรียงกระแสจึงสร้าง EMI เมื่อไดโอดเรียงกระแสเปลี่ยนจากสถานะเอนเอียงไปข้างหน้าไปเป็นสถานะเอนเอียงย้อนกลับ จะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของกระแสและแรงดันไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงกะทันหันนี้ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง ซึ่งแผ่ออกไปด้านนอกและอาจรบกวนส่วนประกอบอื่นๆ ในวงจร หรือแม้แต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในบริเวณใกล้เคียง

1. เลือกประเภทไดโอดที่เหมาะสม

ประเภทของไดโอดเรียงกระแสที่คุณเลือกอาจมีผลกระทบอย่างมากต่อ EMI

• ไดโอดเรียงกระแสไฟฟ้าแรงสูง: ไดโอดเรียงกระแสไฟฟ้าแรงสูงได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับแรงดันไฟกระชากขนาดใหญ่ มักจะมีความเร็วในการเปลี่ยนช้าลงเมื่อเทียบกับไดโอดแรงดันต่ำ ความเร็วสวิตช์ที่ช้าลงหมายถึงการเปลี่ยนแปลงกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่รวดเร็วน้อยลง ซึ่งจะช่วยลดส่วนประกอบความถี่สูงที่ทำให้เกิด EMI คุณสามารถค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไดโอดเรียงกระแสแรงดันสูงที่นี่-
• ไดโอดเรียงกระแสแรงดันต่ำ: โดยทั่วไปแล้วไดโอดเรียงกระแสแรงดันต่ำจะเร็วกว่า อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนอย่างรวดเร็วสามารถนำไปสู่ ​​EMI ได้มากขึ้น หากวงจรของคุณไม่จำเป็นต้องมีการสลับความเร็วสูง การใช้ไดโอดแรงดันต่ำที่มีลักษณะการสลับช้ากว่าเล็กน้อยอาจเป็นทางเลือกที่ดี ตรวจสอบของเราไดโอดเรียงกระแสแรงดันต่ำสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม
• ไดโอดเรียงกระแสชอทกี้: ไดโอด Schottky มีแรงดันตกคร่อมไปข้างหน้าต่ำมากและมีเวลาในการสลับที่รวดเร็ว แต่การสลับอย่างรวดเร็วสามารถสร้าง EMI ที่สำคัญได้ ในบางกรณี คุณอาจต้องการใช้ไดโอด Schottky ที่มีคุณลักษณะการกู้คืนแบบนุ่มนวล ซอฟต์ - ไดโอดกู้คืนจะค่อยๆ ลดกระแสย้อนกลับแทนการตัดอย่างกะทันหัน ซึ่งช่วยลด EMI คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับไดโอดเรียงกระแส Schottkyที่นี่-

2. วงจร Snubber

วงจร Snubber เป็นหนึ่งในวิธีทั่วไปในการลด EMI ในไดโอดเรียงกระแส วงจร Snubber ประกอบด้วยตัวต้านทานและตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมพาดผ่านไดโอด

เมื่อไดโอดปิด ตัวเก็บประจุในวงจร snubber จะค่อยๆ ชาร์จ ซึ่งจะทำให้อัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าทั่วไดโอดช้าลง ตัวต้านทานในวงจร snubber จะกระจายพลังงานที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุ ด้วยวิธีนี้ วงจร Snubber จะหน่วงการสั่นความถี่สูงที่ทำให้เกิด EMI

ค่าของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุในวงจร snubber ขึ้นอยู่กับลักษณะของไดโอดและวงจร คุณจะต้องทำการคำนวณหรือใช้เครื่องมือจำลองเพื่อค้นหาค่าที่เหมาะสมที่สุด

3. การออกแบบเค้าโครง

โครงร่างของแผงวงจรยังมีบทบาทสำคัญในการลด EMI อีกด้วย

• เก็บร่องรอยให้สั้น: ร่องรอยยาวทำหน้าที่เหมือนเสาอากาศและสามารถแผ่ EMI ได้ ดังนั้นพยายามรักษาร่องรอยที่เชื่อมต่อกับไดโอดเรียงกระแสให้สั้นที่สุด ซึ่งจะช่วยลดพื้นที่ที่สามารถสร้างและแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้
• การต่อสายดินที่เหมาะสม: ระบบสายดินที่ดีเป็นสิ่งจำเป็น ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารอยกราวด์กว้างและมีอิมพีแดนซ์ต่ำ ระนาบกราวด์ที่เหมาะสมสามารถให้เส้นทางกลับสำหรับกระแสความถี่สูง และป้องกันไม่ให้กระแสรบกวน
• การจัดวางส่วนประกอบ: วางส่วนประกอบในลักษณะที่จะลดการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างไดโอดเรียงกระแสและส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนอื่นๆ ตัวอย่างเช่น เก็บไดโอดให้ห่างจากวงจรแอนะล็อกที่มีความละเอียดอ่อนหรือเครื่องขยายสัญญาณกำลังสูง

4. การกรอง

การเพิ่มตัวกรองลงในวงจรสามารถช่วยลด EMI ได้

• ตัวกรองอินพุตและเอาต์พุต: คุณสามารถเพิ่มตัวกรอง LC (ตัวเหนี่ยวนำ - ตัวเก็บประจุ) ได้ที่อินพุตและเอาต์พุตของไดโอดเรียงกระแส ตัวกรอง LC สามารถบล็อกส่วนประกอบความถี่สูงของ EMI ในขณะที่อนุญาตให้สัญญาณความถี่ต่ำที่ต้องการผ่านได้
• ทั่วไป - โช้คโหมด: โช้คโหมดทั่วไปมีประโยชน์ในการลด EMI ของโหมดทั่วไป ทำงานโดยการสร้างอิมพีแดนซ์สูงสำหรับกระแสโหมดทั่วไป (กระแสที่ไหลในทิศทางเดียวกันบนตัวนำทั้งสอง) ในขณะที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำสำหรับกระแสโหมดดิฟเฟอเรนเชียล (กระแสที่ไหลในทิศทางตรงกันข้ามบนตัวนำ)

5. การป้องกัน

หากวิธีอื่นล้มเหลว การป้องกันอาจเป็นวิธีแก้ปัญหาสุดท้าย คุณสามารถใช้เกราะโลหะรอบๆ วงจรเรียงกระแสไดโอดหรือทั้งวงจรได้ โล่โลหะสามารถปิดกั้นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ให้แผ่ออกไปด้านนอก อย่างไรก็ตาม การป้องกันอาจมีราคาแพงและอาจเพิ่มน้ำหนักและขนาดให้กับอุปกรณ์

บทสรุป

การลด EMI ที่สร้างโดยไดโอดเรียงกระแสในวงจรเป็นปัญหาหลายเหลี่ยมเพชรพลอย ด้วยการเลือกประเภทไดโอดที่เหมาะสม การใช้วงจร Snubber การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบเค้าโครง การเพิ่มตัวกรอง และการพิจารณาการป้องกัน คุณสามารถลด EMI และปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของคุณได้อย่างมาก

หากคุณสนใจซื้อไดโอดเรียงกระแสสำหรับโครงการของคุณ หรือต้องการคำแนะนำเพิ่มเติมในการลด EMI โปรดติดต่อเรา เราพร้อมเสมอเพื่อช่วยคุณค้นหาโซลูชันที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการเฉพาะของคุณ

อ้างอิง

• โฮโรวิตซ์, พี., และฮิลล์, ดับเบิลยู. (1989) ศิลปะแห่งอิเล็กทรอนิกส์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์.
• นีมาน, ดา (2009) การวิเคราะห์และออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ แมคกรอว์ - ฮิลล์