Buck tipi DC/DC dönüştürücüler için EMI filtre tasarımı ve uygunluk ölçümleri

Anahtarlamalı güç kaynaklarında elektromanyetik girişimin (EMI) bastırılması, elektronik sistemlerin kullanıldığı ticari ve askeri alanlar için büyük önem taşımaktadır. Anahtarlamalı kaynakların çoğalmasının en büyük yan etkisi ürettikleri EMI gürültüsüdür. Yüksek frekanslı gürültünün sistemdeki diğer cihazlara iletilerek hassas analog veya dijital sinyal devrelerinin performansını düşürmesi sorun haline gelmektedir. Bu nedenle anahtarlamalı güç kaynaklarına giriş filtreleri uygulanır. Giriş filtresi kullanımının iki ana amacı vardır: biri güç kaynağından gelen gürültü ve dalgalanmayı bastırmak, diğeri ise aynı gücü kullanan diğer cihazlar için anahtarlama frekansındaki parazit sinyalini azaltmaktır. Bu çalışmada, 150 kHz anahtarlama frekansında çalışan yüksek verimli anahtarlamalı bir DC/DC Buck dönüştürücü incelenmiştir. DC/DC Buck dönüştürücüye giriş filtresi uygulanmış ve güç hatlarında meydana gelen EMI sorunlara rağmen uyumlu bir şekilde çalışabilmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmada MIL-STD-461G standartlarında CE 102 testine uygun ortak mod ve diferansiyel mod EMI bastırma filtreleri tasarlanarak simüle edilmiştir. Tasarlanan filtreler en iyi sonucu alabilmek için LTspice programında optimize edilmiştir. DC/DC Buck dönüştürücü 12V, 5V ve 3.3V olmak üzere 3 farklı voltaj seviyesine getirilerek simülasyon programı üzerinden grafikler elde edilmiştir. Tasarım devre haline getirilerek 3 farklı voltaj seviyesinde iletim hatlarındaki emisyon ölçümü ve testleri yapılmıştır. Filtre içeren ve filtresiz sonuçlar karşılaştırılmıştır.