スイッチング電源の外部障害の説明

スイッチング電源の外部障害の説明

スイッチング電源への外部干渉は、「コモン モード」または「差動モード」のいずれかで発生する可能性があります。干渉の種類は、短時間のスパイクから完全な電力損失までさまざまです。また、電圧変動、周波数変動、波形歪み、持続的なノイズや乱れ、過渡現象も含まれます。

電源装置を通じて伝達され、機器に損傷を与えたり、その動作に影響を与えたりする主なものは、電気的高速過渡パルス群とサージ衝撃波です。一方、静電気放電などの干渉は、電源装置自体が振動、出力電圧低下などの現象を発生しない限り、電源装置への影響によって引き起こされることはありません。

電力変換回路: 電力変換回路はスイッチング レギュレータ電源の中核であり、より広い帯域と豊富な高調波を生成します。このパルス干渉を生成する主なコンポーネントは次のとおりです。

1) スイッチング管は、スイッチング管とそのヒートシンクやシェル、電源リード線などの内部に分布容量を持ち、スイッチング管に大きなパルス電流（主に矩形波）が流れると、その波形に多くの高周波成分が含まれます。同時に、スイッチング電源装置のパラメータ、例えばスイッチング管の蓄積時間、出力段の大電流、スイッチング整流ダイオードの逆回復時間などにより、瞬間的な短絡回路が発生し、非常に大きな短絡電流が発生します。また、スイッチング管の負荷が高周波トランスや蓄積インダクタである場合、スイッチング管が導通する瞬間に、トランスの一次側に大きな突入電流が発生し、スパイクノイズが発生します。

2) 高周波トランス スイッチング電源トランスは絶縁トランスとして使用されますが、漏れインダクタンスにより電磁誘導ノイズが発生します。同時に、高周波状態ではトランス層の分布容量により一次側の高調波ノイズが二次側に伝わり、トランスから分布容量のシェルに別の高周波経路が形成されるため、トランスの周囲に発生する電磁場が他の電磁場と結合しやすくなり、ノイズの形成につながります。

3) 整流ダイオード 高周波整流器として使用される二次側整流ダイオードは、逆回復時間という要因により、順方向電流の蓄積電荷に逆電圧が加わるとすぐに除去できないことがよくあります (キャリアが存在するため、電流が流れます)。この逆電流の回復の傾斜が大きすぎると、コイルのインダクタンスを流れる電流がスパイク電圧を生成し、変圧器の漏れインダクタンスやその他の分布パラメータによって強い高周波干渉が生成され、その周波数は数十 MHz に達することがあります。

4) コンデンサ、インダクタ、スイッチング電源の配線は高周波で動作するため、低周波成分の特性が変化し、ノイズが発生します。