دور المكثفات من النوع Y في تصفية التداخل الكهرومغناطيسي في مصادر الطاقة ذات التبديل

1. نظرة عامة عن المنتج

تنتمي المكثفات من النوع Y إلى فئة المكونات المعتمدة من حيث السلامة والمصممة خصيصًا لكبت التداخل الكهرومغناطيسي من نوع الوضع المشترك (EMI). ويتم وصلها بين خط التيار المتردد (L/N) والأرضي (FG). وبما أنها متصلة مباشرة بالأرض، فإن أي عطل في مكثف من النوع Y قد يشكل خطرًا على السلامة. ولذلك، يجب أن تتوافق مع معايير السلامة الدولية الصارمة مثل UL وVDE وCQC.

تنقسم المكثفات من النوع Y إلى:

النوع Y1: مصمم للتطبيقات ذات العزل العالي (250 فولت تيار متردد، ≥ 4000 فولت)، ويُستخدم عادةً في الأنظمة الصناعية أو أنظمة العزل المقوى؛

نوع Y2: مصمم للاستخدام العام في الإلكترونيات الاستهلاكية (تيار متردد 250 فولت، ≥ 2500 فولت).

على عكس المكثفات X، التي تقوم بتصفية الضوضاء الوضع التفاضلي، فإن المكثفات Y تتميز بكونها محسّنة لقمع التداخل الكهرومغناطيسي من نوع الوضع المشترك، خاصة في نطاق الضوضاء الموصل بين 150 كيلوهرتز و30 ميغاهرتز.

2. التداخل الكهرومغناطيسي في مصادر الطاقة ذات التبديل والوظيفة الخاصة للمكثفات Y

في مصادر الطاقة ذات التبديل (SMPS)، تُنتج المكونات عالية السرعة مثل ترانزستورات الأثر الميداني (MOSFETs) تداخلًا كهرومغناطيسيًا. يمكن أن ينتقل هذا الضوضاء عبر خطوط الطاقة أو ينتشر خارجًا، مما يؤثر على المعدات القريبة ويؤدي محتملًا إلى فشل النظام في اختبارات EMC.

ينتج الضوضاء من النوع المشترك عن الفرق العالي للجهد بين الأرض والنهايات الداخلية للجهاز. إذا لم يتم التحكم فيه بشكل صحيح، فقد يؤدي ذلك إلى أخطاء في الاتصال أو أعطال في المستشعرات أو إعادة تشغيل النظام.

المكثفات Y:

تعمل مع مقاومات القناطر المشتركة لتكوين مرشحات فعالة للتداخل الكهرومغناطيسي؛

توفر مسارًا ذا مقاومة منخفضة لتفريغ الضوضاء عالية التردد نحو الأرض؛

تقليل كبير في سعة الضوضاء المشتركة المُوصَّلة، مما يتيح الامتثال لمعايير التداخل الكهرومغناطيسي مثل EN 55032 أو CISPR 32.

في وحدات الطاقة AC-DC، يعد اختيار وترتيب المكثفات Y بشكل صحيح أمرًا بالغ الأهمية لاجتياز اختبارات الانبعاثات الموصلة وضمان سلامة المنتج.

3. إرشادات اختيار المكثفات Y

تصنيف السلامة

استخدم مكثفات Y1 لأنظمة العزل الصناعي أو العزل المعزز;

استخدم مكثفات Y2 في التطبيقات الاستهلاكية أو المحمولة لتحقيق توازن بين التكلفة والأداء.

مدى السعة

عادةً ما تكون السعة بين 470pF و 4700pF;

يجب أن تبقي السعة الكلية تيار التسرب ضمن حدود السلامة (مثلاً: <0.75mA) لتجنب خطر الصدمة أو تشغيل جهاز حماية التيار المتسرب (GFCI).

العازل والمادة & الاعتمادية

تُستخدم المكثفات الخزفية على نطاق واسع نظرًا لأدائها العالي في الترددات واستقرارها;

قد يُفضَّل استخدام المكثفات الفيلمية في البيئات ذات الرطوبة العالية أو الحرارة العالية.

ملاحظات التصميم

ضع مقاومات Y بالقرب من مدخل مرشح EMI.

استخدم مسارات قصيرة وعريضة على لوحة الدوائر المطبوعة لتقليل الحث الطفلي وتحسين فعالية الترشيح.

4. دراسة حالة: تصميم مقاوم Y في سائقين LED

في سائقين LED، تلعب مقاومات Y دورًا حيويًا في الامتثال لمعايير EMI. تكون هذه الأنظمة حساسة للضوضاء، وقد يؤدي ضعف كبت الإشعاع الكهرومغناطيسي إلى وميض الضوء أو تشغيل غير منتظم.

في تصميم إضاءة LED واحد، تم إضافة مقاومتين Y2 بسعة 2200 بيافاراد إلى مرشح المدخل. هذا خفض الضوضاء الشائعة (Common-mode noise) بنسبة تزيد عن 15 ديسيبل، مما ضمان توافق المنتج مع معايير EN55015 الفئة B مع هامش أمان.

5. خاتمة

مقاومات Y هي مكونات لا غنى عنها في تصميمات كبت الإشعاع الكهرومغناطيسي الحديثة. إن استخدامها بشكل صحيح يعزز موثوقية المنتج وسلامته وموافقته على السوق. من الإلكترونيات الاستهلاكية إلى أنظمة الطاقة الصناعية، اختيار المقاومة Y المناسبة يضمن استقرارًا طويل الأمد وأداءً مثاليًا فيما يتعلق بالإشعاع الكهرومغناطيسي.

مقاومات Y | كبت الإشعاع الكهرومغناطيسي | مقاومات Y1/Y2 | تصميم مرشح EMC | حماية مصدر الطاقة من التداخل