КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНДУКТИВНЫХ ПОМЕХ УСИЛИТЕЛЯ КЛАССА D

The equivalent circuit of class D amplifier with elements that create and distribute conducted electromagnetic interferences is suggested. SPICE simulation of class D amplifier with parasitic parameters connected to LISN have been realized. The simple method to obtain the parameters of the amplifier are used. Functional features of the integrated amplifier are incorporated into the simulation model. The results of computer simulation of the interferences measuring are confirmed by experimental data.Предложена эквивалентная схема усилителя класса D с элементами, обуславливающими создание и распространение кондуктивные помехи. Предложен простой метод получения параметров усилителя для компьютерного моделирования. Выполнено компьютерное моделирование усилителя класса D, содержащего паразитные элементы и подключенного к эквиваленту сети. В компьютерной модели учтены функциональные особенности исследуемого усилителя. Выполнено сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными измерений помех. Результаты моделирования в целом соответствуют экспериментальным данным.Запропонована еквівалентна схема підсилювача класу D з елементами, обуславлівающимі створення і поширення кондуктівниє перешкоди. Запропонований простий метод здобуття параметрів підсилювача для комп'ютерного моделювання. Виконано комп'ютерне моделювання підсилювача класу D, що містить паразитні елементи і підключеного до еквіваленту мережі. У комп'ютерній моделі враховані функціональні особливості досліджуваного підсилювача.Виконано комп'ютерне моделювання підсилювача класу D, що містить паразитні елементи і підключеного до еквіваленту мережі. У комп'ютерній моделі враховані функціональні особливості досліджуваного підсилювача. Виконано порівняння результатів моделювання з експериментальними даними вимірів перешкод. Результати моделювання в цілому відповідають експериментальним даним

АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГИБРИДНЫХ ПОМЕХОПОДАВЛЯЮЩИХ ФИЛЬТРОВ

An algorithm and program, allowing to realize conception of providing of electromagnetic compatibility in the chains of power electronics on the basis of application of hybrid radiofrequency interference filter, is offered. The method of receipt of the required parameters of fading is improved on the basis of the industrial produced wares by introduction of «intellectual» link with the reconstructed parameters. The informative providing, allowing taking into account the possible range of rejection of parameters rationally to choose a producer and type of filter taking into account the ways of distribution of interferences and requirements to good on the whole is developed.Предложен алгоритм и программа, позволяющие реализовать концепцию обеспечения электромагнитной совместимости в цепях энергообеспечения, особенно звукотехнических систем, на основе применения гибридного помехоподавляющего фильтра. Усовершенствован метод получения требуемых параметров затухания на основе промышленно выпускаемых изделий путем введения «интеллектуального» звена с перестраиваемыми параметрами. Разработано информационное обеспечение, позволяющее с учетом возможного диапазона отклонения параметров рационально выбирать производителя и тип фильтра с учетом путей распространения помех и требований к изделию в целом.Предложен алгоритм и программа, позволяющие реализовать концепцию обеспечения электромагнитной совместимости в цепях энергообеспечения, особенно звукотехнических систем, на основе применения гибридного помехоподавляющего фильтра. Усовершенствован метод получения требуемых параметров затухания на основе промышленно выпускаемых изделий путем введения «интеллектуального» звена с перестраиваемыми параметрами. Разработано информационное обеспечение, позволяющее с учетом возможного диапазона отклонения параметров рационально выбирать производителя и тип фильтра с учетом путей распространения помех и требований к изделию в целом

МОДЕЛЮВАННЯ РЕЖИМІВ РОБОТИ ТА ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ЗАВАД ПЕРЕТВОРЮВАЧА НА GaN ТРАНЗИСТОРАХ

Goal. To analyze the efficiency and EMI of a half-bridge converter built on GaN transistors at different switching frequencies and to issue recommendations for its application. Methodology. An EPC9035 development board from Efficient Power Conversion was selected for research. This board is a half-bridge converter built on the EPC2022 eGaN® transistors and contains a driver for controlling these transistors. To simplify the assessment of the conversion efficiency, it is suggested to use a computer model of the development board and LISN, which simulates the active load with the LC filter. Results. Simulation results of the converter efficiency with the nominal values of the elements according to the EPC9035 manual showed significant deviations from the calculated values at frequencies above 50 kHz. This is explained by the presence of inrush current through transistors. The inrush current depends on the «dead time» between the intervals when the transistors are open and the delays specified in the SPICE model of LM5113 driver. To reduce the amplitude of inrush current and, accordingly, to increase the duration of the «dead time» interval, it is proposed to double the capacitors responsible for the formation of this interval. Simulation of the converter efficiency with the doubled values of the circuit elements showed that the results almost coincide with the calculated values of the efficiency in the range from 0.05 MHz to 5 MHz. The converter on the EPC2022 transistors has the highest efficiency at 50 kHz which decreases by 0.03-0.04 at 500 kHz. Therefore, it is recommended that the operating frequency should be set close to 500 kHz. Simulation of EMI levels resulted that the difference in the duration of the «dead time» does not have a significant effect on the levels of simulated EMI. The largest difference between the simulation results and the experiment is observed at frequencies about 30 MHz and is 3-6 dB. Originality. For the first time, the computer model was used to calculate the efficiency of a half-bridge converter on GaN transistors at different frequencies. Practical significance. Considering the high output current, high operating voltage and short switching times, GaN transistors are promising for use in pulse generators, power supplies with operating frequencies exceeding 500 kHz, and in powerful Class D hi-fi amplifiers with small dimensions, such as automotive ones. У роботі досліджено вплив частоти перетворення на ефективність роботи напівмостового перетворювача на GaN транзисторах. Наведено результати комп’ютерного моделювання такого перетворювача з урахуванням втрат на різних частотах. Показано, що запропонована комп’ютерна модель дозволяє визначити рівень струму споживання, а, отже, і ККД напівмостового перетворювача на GaN транзисторах. Моделювання з параметрами, взятими зі схеми від виробника призводить до завищених оцінок споживання струму до 2,3 рази. Зміна параметрів RC-кіл, що формують інтервал «мертвого часу» транзисторів зменшує похибку визначення струму споживання до менш як 5 %. Збільшення тривалості «мертвого часу» суттєво не впливає на точність моделювання несиметричних електромагнітних завад і призводить до зміни їх рівня в межах 3 дБ. У результаті дослідження встановлено, що комп’ютерна модель має достатню точність для оціночних розрахунків, а розглянуті перетворювачі на GaN транзисторах найкраще використовувати з частотами перетворення близько 500 кГц. Такі перетворювачі можуть знайти застосування в джерелах живлення бортової апаратури і автомобільних підсилювачах класу D

Феромагнітний диск - джерело завад звукового діапазону частот

It is shown that, as a result of mechanical oscillations the ferromagnetic disk in a constant magnetic field due to the inverse magnetostriction effect, leads to the magnetization varies with time. This means that metallic parts of electronic equipment, with vibration under magnetic field conditions may be the sources of low-frequency electromagnetic interference. Such sources of mechanical vibrations can take place in the cinema and concert complex hardware room. Mathematical expressions vector of intensity alternating magnetic field in the volume of the oscillating disc of ferromagnetic are derived. The normalized graphics of deflection at the resonant frequencies of the ferromagnetic disc set sizes are presented. The results revealed an important factor in the formation of unintentional electromagnetic interference and are of practical interest in the design of sensitive equipment.Показано, що в результаті механічних коливань феромагнітного диску в постійному магнітному полі через зворотній магнітострикційний ефект, виникає намагніченість, що змінюється в часі. Це означає, що металеві елементи електронного обладнання, які вібрують в магнітному полі можуть бути джерелами низькочастотних електромагнітних завад. Такі джерела механічних вібрацій мають місце в апаратній кіноконцертного комплексу. Отримані математичні співвідношення для знаходження вектору напруженості змінного магнітного поля в об'ємі вібруючого феромагнітного диску. Представлені графіки нормованих прогинів на резонансних частотах для феромагнітного диску заданих розмірів. Отримані результати дозволили встановити важливий фактор формування ненавмисних електромагнітних завад і становлять практичний інтерес під час проектування чутливої апаратури

On the nature of sources of audio-frequency electromagnetic interferences

It has been shown that metal elements of electronic equipment executing mechanical vibrations under exposure to the dc or low-frequency magnetic field could be sources of low-frequency electromagnetic interferences. The general solution of a boundary problem of electrodynamics was obtained that dealt with the electromagnetic field emission by a rod with circular cross-section made of metal of the non-ferromagnetic group under harmonic elastic oscillations in the dc magnetic field. A model example was considered for the situation where a source of low-frequency electromagnetic field was the rod with circular cross-section that executed longitudinal harmonic oscillations of compression–tension at the transverse dc magnetic field. An estimation of numerical values of the intensity of low-frequency magnetic field and the induced voltage of interference were also provided