西门子6es7 361-3ca01-0aa0接口模块
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尽管本文所讨论的原理适用于广泛的电源设计,但我们在此只关注直流到直流的转换器,因为它的应用相当广泛,几乎每一位硬件工程师都会接触到与它相关的工作,说不定什么时候就必须设计一个电源转换器。本文中我们将考虑与低电磁干扰设计相关的两种常见的折中方案;热性能、电磁干扰以及与pcb布局和电磁干扰相关的方案尺寸等。文中我们将使用一个简单的降压转换器做例子,如图1所示。
福建石屹科技有限公司 李工180-6095加8542
在频域内测量辐射和传导电磁干扰,这就是对已知波形做傅里叶级数展开,本文中我们着重考虑辐射电磁干扰性能。在同步降压转换器中,引起电磁干扰的主要开关波形是由q1和q2产生的,也就是每个场效应管在其各自导通周期内从漏极到源极的电流di/dt。图2所示的电流波形(q和q2on)不是很规则的梯形,但是我们的操作自由度也就更大,因为导体电流的过渡相对较慢,所以可以应用henry ott经典著作《电子系统中的噪声降低技术》中的公式1。我们发现,对于一个类似的波形,其上升和下降时间会直接影响谐波振幅或傅里叶系数(in)。
其中,n是谐波级次,t是周期,i是波形的峰值电流强度,d是占空比,而tr是tr或tf的 值。
在实际应用中,极有可能会同时遇到奇次和偶次谐波发射。如果只产生奇次谐波,那么波形的占空比必须精确为50%。而实际情况中极少有这样的占空比精度。
谐波系列的电磁干扰幅度受q1和q2的通断影响。在测量漏源电压vds的上升时间tr和下降时间tf,或流经q1和q2的电流上升率di/dt 时,可以很明显看到这一点。这也表示,我们可以很简单地通过减缓q1或q2的通断速度来降低电磁干扰水平。事实正是如此,延长开关时间的确对频率高于 f=1/πtr的谐波有很大影响。不过,此时必须在增加散热和降低损耗间进行折中。尽管如此,对这些参数加以控制仍是一个好方法,它有助于在电磁干扰和热性能间取得平衡。具体可以通过增加一个小阻值电阻(通常小于5ω)实现,该电阻与q1和q2的栅极串联即可控制tr和tf,你也可以给栅极电阻串联一个 “关断二极管”来独立控制过渡时间tr或tf(见图3)。这其实是一个迭代过程,甚至连经验 富的电源设计人员都使用这种方法。我们的 目标是通过放慢晶体管的通断速度,使电磁干扰降低至可接受的水平,同时保证其温度足够低以确保稳定性。
开关节点的物理回路面积对于控制电磁干扰也非常重要。通常,出于pcb面积的考虑,设计者都希望结构越紧凑越好,但是许多设计人员并不知道哪部分布局对电磁干扰的影响 。回到之前的降压稳压器例子上,该例中有两个回路节点(如图4和图5所示),它们的尺寸会直接影响到电磁干扰水平。
ott关于不同模式电磁干扰水平的公式(2)示意了回路面积对电路电磁干扰水平产生的直接线性影响。
e=263×10-16(f2ai)(1/r) (2)
辐射场正比于下列参数:涉及的谐波频率(f,单位hz)、回路面积(a,单位m2)、电流(i)和测量距离(r,单位m)。
此概念可以推广到所有利用梯形波形进行电路设计的场合,不过本文仅讨论电源设计。参考图4中的交流模型,研究其回路电流流动情况:起点为输入电容器,然后在q1导通期间流向q1,再通过l1进入输出电容器, 返回输入电容器中。
当q1关断、q2导通时,就形成了第二个回路。之后存储在l1内的能量流经输出电容器和q2,如图5所示。这些回路面积控制对于降低电磁干扰是很重要的,在pcb走线布线时就要预先考虑清器件的布局问题。当然,回路面积能做到多小也是有实际限制的。
6es7 334-0ke00-0ab0 模拟量输入(4路rtd)/模拟量输出(2路)
6es7 334-0ce01-0aa0 模拟量输入(4路)/模拟量输出(2路)
附件
6es7 365-0ba01-0aa0 im365接口模块
6es7 360-3aa01-0aa0 im360接口模块
6es7 361-3ca01-0aa0 im361接口模块
6es7 368-3bb01-0aa0 连接电缆 (1米)
6es7 368-3bc51-0aa0 连接电缆 (2.5米)
6es7 368-3bf01-0aa0 连接电缆 (5米)
6es7 368-3cb01-0aa0 连接电缆 (10米)
6es7 390-1ae80-0aa0 导轨(480mm)
6es7 390-1af30-0aa0 导轨(530mm)
6es7 390-1aj30-0aa0 导轨(830mm)
6es7 390-1bc00-0aa0 导轨(2000mm)
6es7 392-1aj00-0aa0 20针前连接器
6es7 392-1am00-0aa0 40针前连接器
6es7 390-0aa00-0aa0 u型连接器
功能模板
6es7 350-1ah03-0ae0 fm350-1 计数器功能模块
6es7 350-2ah01-0ae0 fm350-2 计数器功能模块
6es7 351-1ah01-0ae0 fm351 定位功能模块
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6es7 355-0vh10-0ae0 fm355c 闭环控制模块
6es7 355-1vh10-0ae0 fm355s 闭环控制系统
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6es7 338-4bc01-0ab0 sm338位置输入模块
6es7 352-5ah00-0ae0 fm352-5高速布尔处理器
6es7352-5ah01-0ae0
通讯模块
6es7 340-1ah02-0ae0 cp340 通讯处理器(rs232)
6es7 340-1bh02-0ae0 cp340 通讯处理器(20ma/tty)
6es7 340-1ch02-0ae0 cp340 通讯处理器(rs485/rs422)
6es7 341-1ah01-0ae0 cp341 通讯处理器(rs232)
6es7341-1ah02-0ae0
6es7 341-1bh01-0ae0 cp341 通讯处理器(20ma/tty)
6es7341-1bh02-0ae0
6es7 341-1ch02-0ae0 cp341 通讯处理器(rs485/rs422)
6es7 870-1aa01-0ya0 可装载驱动 modbus rtu 主站
6es7 870-1ab01-0ya0 可装载驱动 modbus rtu 从站
6es7 902-1ab00-0aa0 rs232电缆 5m
6es7 902-1ac00-0aa0 rs232电缆 10m
6es7 902-1ad00-0aa0 rs232电缆 15m
6es7 902-2ab00-0aa0 20ma/tty电缆 5m
6es7 902-2ac00-0aa0 20ma/tty电缆 10m
6es7 902-2ag00-0aa0 20ma/tty电缆 50m
6es7 902-3ab00-0aa0 rs485/rs422电缆 5m
6es7 902-3ac00-0aa0 rs485/rs422电缆 10m
6es7 902-3ag00-0aa0 rs485/rs422电缆 50m
6gk7 342-5da02-0xe0 cp342-5通讯模