text: Jak udržet elektromagnetické rušení budiči LED pod kontrolou | Amtek.cz
  www.amtek.cz > Aplikace > Zajímavé obvodové … Devices
  Jak udržet elektromagnetické rušení budiči LED pod kontrolou
  RAQ_182 Zřídka kladené otázky
  Otázka: Jak mohu snížit elektromagnetické rušení generované budiči LED při řešení osvětlení?
  Nezvládnuté elektromagnetické rušení může mít vážné následky. Zrovna nedávno jsem získal praktickou zkušenost s jedním z nich, když mi shořela stará vláknová žárovka E27 na systému ovládání vrat od garáže. Když jsem vadnou žárovku nahradil moderní LED žárovkou, světlo bylo opět funkční, ale co fungovat přestalo, bylo ovládání vrat dálkovým ovládačem. Tedy, vyzařování z LED žárovky muselo způsobit rušení bezdrátové elektroniky ovládání garážových vrat.
  V platnosti jsou četné normy, které se konkrétně vztahují k bezpečnosti a rušení LED žárovek. Jednou z hlavních je CISPR 11. CISPR anglicky znamená " International Special Commitee on Radio Interference". Existují další důležitá pravidla a nařízení, včetně ISO, IEC, FCC, CENELEC, SAE a další, které vycházejí z norem CISPR.
  Vyzařování přívody lze předvídatelně snížit použitím přídavných síťových odrušovacích filtrů. Tyto filtry jsou určeny k potlačení šumu v souhlasném a diferenciálním módu. Kmitočtové pásmo, které zde hraje roli sahá do 30 MHz. Vývoj takových filtrů ovšem není úplně snadnou záležitostí. Filtr bývá obvykle optimalizován pro určité konkrétní kmitočtové pásmo. V jiných kmitočtových pásmech parazitní jevy a jimi způsobené změny v chování součástek mohou způsobit potíže. Filtr může například velmi dobře snížit rušení produkované spínaným zdrojem na 100 kHz. Zdroje však obvykle způsobují rušení v širokém pásmu kmitočtů, zvláště nad 10 MHz. Filtr, který je optimalizován pro 100 kHz by mohl dokonce zvýšit vyzařování v důsledku parazitních jevů a rezonancí.
  •	Přidání filtrů do všech vstupů a výstupů zdroje, aniž bychom skutečně porozuměli konkrétním zdrojům rušení. To má obvykle za následek zvýšené náklady na předimenzovaných součástkách a zvýšené výrobní náklady.
  •	Opakované použití osvědčené koncepce filtru, aniž bychom filtr pokaždé přizpůsobili. I zde mohou vznikat zvýšené náklady a konstrukce filtru může být méně než optimální.
  •	Pověření externího odborníka návrhem filtru. V tomto případě musí být tento odborník k dispozici v potřebném čase. I toto řešení přináší další náklady.
  •	Výběr integrovaného řešení spínaného regulátoru, který je již pro dosažení minimálního rušení a optimálního chování z hlediska EMC navržen. V takovém případě je třeba buď filtrace minimální, nebo vůbec žádné.
  Obr. 1. Zapojení měniče s topologií Boost – velmi často využívanou v budičích LED
  Na obr. 1 je proud v sepnutém stavu znázorněn modrou a proud ve stavu rozepnutém zelenou. Všechny cesty, kterými protéká proud se mění ve velice krátkém čase, neboli spínacím přechodovém čase a jsou na obr. 1 znázorněny červenou. Ke změnám stavu od okamžiku kdy protéká těmito cestami proud, do okamžiku kdy proud neteče žádný, dochází v průběhu jen několika ns. Jedná se o cesty kritické a musí být navrženy co možná nejmenší a nejkompaktnější, aby bylo rušení vyzařováním sníženo.
  Obr. 2. Koncepce technologie Silent Switcher aplikované v topologii Boost s magnetickými poli, která se vzájemně ruší
  Obr. 2 ukazuje symetrické uspořádání této topologie. Magnetické pole vytvářené v horní červené smyčce má stejnou úroveň jako má pole v červené smyčce dolní, ale jeho orientace je opačná. To přináší jev zrušení pole. Analog Devices tuto technologii přináší na trh pod označením Silent Switcher. Součástí této inovace je také zásadní snížení parazitní indukčnosti všech spojových úseků, což má za následek značné snížení vyzařovaných polí. Topologie Silent Switcher využívá patentované prostorové uspořádání výkonových tranzistorů a výstupních kondenzátorů k dosažení efektu vyrušení magnetického pole. Délka cesty mezi výkonovými tranzistory a výstupními kondenzátory měniče s topologií Boost (horká smyčka) určuje hodnotu indukčnosti, která je aktivní v tomto magnetickém poli. V technologii Silent Switcher 2 je délka této cesty značně zkrácena. Toho je dosaženo pomocí tzv. technologie "flip chip", kdy je křemík v IO spínaného regulátoru připojen k jeho pouzdru nikoli bondovacími drátky, ale měděnými sloupky. Tyto sloupky mají podstatně nižší indukčnost, a tudíž při téže spínací rychlosti dochází ke vzniku mnohem menšího napěťového ofsetu, a díky tomu nižší úrovně vyzařování. Proto je tedy možné dosáhnout značného snížení elektromagnetického rušení použitím optimalizovaných IO budičů LED. V některých případech je dokonce možné zůstat v jistých mezích elektromagnetického rušení zcela bez použití odrušovacích filtrů.
  Obr. 3. Příklad zapojení budiče LED osazeného obvodem s technologií Silent Switcher pro minimalizaci rušení a nejlepší vlastnosti z hlediska EMC