O nas

W wysoce konkurencyjnym przemyśle elektronicznym stabilny i niezawodny moduł zasilania DC-DC jest kamieniem węgielnym pozycjonowania produktu końcowego na rynku. Niemniej jednak na drodze do osiągnięcia „stabilności i niezawodności” utrzymuje się kilka niematerialnych przeszkód, a kwestie kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) należą do najpowszechniejszych i najpoważniejszych wyzwań. Niedawno wieloletni klient firmy Gujing napotkał wąskie gardło w testach przewodzenia podczas opracowywania nowego produktu zasilającego DC-DC. Rozwiązanie tej kwestii po raz kolejny podkreśla podstawową wartość Gujing: oferujemy nie tylko cewki indukcyjne, ale także rozwiązania oparte na rozległej wiedzy technicznej.

Początkowy sukces: Standardowy wybór spełnia podstawowe wymagania wydajnościowe

Projekt klienta obejmował moduł zasilania DC-DC o wysokich wymaganiach dotyczących wydajności i stabilności. W początkowej fazie projektowania, w oparciu o wymagania obwodu, klient wybrał naszą cewkę indukcyjną w kształcie litery I Gujing w obudowie 0912 o wartości indukcyjności 300 μH ±10% i rezystancji prądu stałego (DCR) kontrolowanej w zakresie od 0,398 do 0,405 Ω.

Podczas wczesnych testów próbek cewka wykazała wyjątkową wydajność podstawową: przy prądzie 1,1 A współczynnik zmian indukcyjności wynosił tylko 11,5%; przy 1A wzrost temperatury kontrolowano do 32,2°C, przy współczynniku zmian wynoszącym 9,5%. Co najważniejsze, przy prądzie roboczym obwodu klienta wynoszącym 0,7 A cewka działała doskonale, a wszystkie parametry spełniały oczekiwania projektowe. Wszystko wydawało się zmierzać w kierunku masowej produkcji.

Nieoczekiwane wyzwanie: różnica 5 dB w przeprowadzanych testach emisji EMC

Jednak gdy projekt wszedł w krytyczną fazę testów certyfikacyjnych EMC, pojawił się problem. Płyta zasilająca klienta nie spełniła normy podczas przeprowadzonych testów emisji. Dalsza analiza danych testowych wyraźnie wskazała, że ​​problem dotyczy konkretnego pasma częstotliwości 200 kHz, w którym wyniki testu były niższe od standardowego limitu o około 5 dB.

Ta różnica 5 dB, choć pozornie niewielka, była jak przepaść nie do pokonania – wystarczająca, aby wykoleić plan wprowadzenia całego produktu na rynek. Niezaliczenie przeprowadzonego testu emisji oznaczało, że hałas o wysokiej częstotliwości generowany przez zasilacz podczas pracy byłby wprowadzany z powrotem do sieci energetycznej za pomocą kabli, zakłócając pracę innych urządzeń. Zespół techniczny klienta próbował różnych konwencjonalnych metod optymalizacji, ale z niewielkim sukcesem.

Interwencja Gujinga: od „dostarczania komponentów” do „diagnostyki systemu”

Dowiedziawszy się o wyzwaniach klienta, zespół techniczny Gujing szybko wkroczył do akcji. W pełni zrozumieliśmy, że problemy EMC – szczególnie te występujące w określonych pasmach częstotliwości – są często ściśle powiązane z nieliniową charakterystyką komponentów obwodów mocy. Jako podstawowy element magazynowania i filtrowania energii, charakterystyka częstotliwościowa materiału rdzenia cewki bezpośrednio określa jej skuteczność tłumienia hałasu.

Dzięki dogłębnej komunikacji z inżynierami klienta zidentyfikowaliśmy dwie krytyczne informacje: „awarię odporności przewodzonej” i „pasmo częstotliwości 200 kHz”. Pozwoliło nam to szybko zidentyfikować pierwotną przyczynę problemu, jakim jest materiał rdzenia magnetycznego wstępnie wybranych cewek. Konwencjonalne materiały ferrytowe wykazują zmiany przenikalności magnetycznej w określonych warunkach częstotliwości i prądu, co prowadzi do pogorszenia wydajności filtrowania i skutkuje wyciekiem szumu przy określonych częstotliwościach.

Ukierunkowane rozwiązania: ulepszenia materiałów i optymalizacja wydajności

Na podstawie tej oceny zespół techniczny Gujiang zaproponował ukierunkowane rozwiązanie: wymianę materiału rdzenia cewki indukcyjnej. Wybraliśmy materiał rdzenia serii KN1 — opracowany specjalnie w celu optymalizacji działania EMI w zakresie niskich i średnich częstotliwości — i niezwłocznie dostarczyliśmy próbki o tych samych specyfikacjach (opakowanie 0912, 300 μH ±10%) do walidacji.

Ta zmiana materiału spowodowała znaczną poprawę parametrów użytkowych wzbudnika:

Rezystancja prądu stałego (DCR): zmniejszona z pierwotnych 0,398–0,405 Ω do 0,343–0,348 Ω, co pomaga zmniejszyć straty przewodzenia i poprawić wydajność zasilacza.

Charakterystyka prądu: Przy prądzie 0,92 A zmiana indukcyjności wynosi 11,98%; przy 1,1 A wzrost temperatury wynosi 32,7°C, choć tempo zmian wzrosło. To wyraźnie wskazuje, że materiał KN1 znalazł nową równowagę pomiędzy charakterystyką częstotliwościową a charakterystyką polaryzacji prądu stałego, która lepiej sprzyja tłumieniu szumu 200 kHz.

Pomyślna weryfikacja: poprawa o 4 dB i ostateczne zwycięstwo

Po otrzymaniu nowych próbek klient natychmiast przeprowadził testy na poziomie płyty głównej. Wyniki były zachęcające: wymiana cewek na komponenty z materiału KN1 znacząco poprawiła emisję przewodzoną płyty zasilacza w paśmie częstotliwości 200 kHz, redukując je o całe 4 dB w porównaniu z wcześniejszymi wynikami!

Ta krytyczna poprawa o 4dB znacznie złagodziła wyzwania klienta związane z kompatybilnością elektromagnetyczną. Następnie, opierając się na tym fundamencie i w połączeniu z dostosowaniem układu na poziomie płytki, zespół klienta wymienił pojedynczy pakiet rezystorów w celu przeprowadzenia ostatecznego dostrojenia. Ostatecznie pomyślnie rozwiązali problem nadmiernej emisji przewodzonej, a produkt przeszedł certyfikację bez żadnych problemów.

Streszczenie

W tym przypadku sama cewka indukcyjna posłużyła jako „medium” do rozwiązania problemu, ale prawdziwa wartość leży w zdolności Gujing do głębokiej integracji gotowych komponentów ze specyficznymi scenariuszami zastosowań klienta w celu zapewnienia niestandardowych rozwiązań. Jesteśmy głęboko przekonani, że za każdą małą cewką indukcyjną kryje się sukces lub porażka produktu klienta. To jest dokładnie filozofia, którą Gujing zawsze wyznawał: „Induktor jest jedynie nośnikiem produktu; duszą Gujing jest rozwiązywanie różnych problemów napotykanych na płytce”.