通信用スイッチング電源の特長
スイッチング電源は、現代の電子技術やパワーデバイスの発展に伴い、その小型・軽量・高性能・高信頼性を活かし、特にプログラム制御された電源として、通信システム、自動制御、家電製品などの分野で幅広く使用されています。スイッチング、光データ伝送、無線基地局、ケーブル TV システム、および IP ネットワークは、情報技術機器の通常の動作の中核となる電力です。 しかし、通信用スイッチング電源は一般的にパルス幅変調（PWM）技術を採用しており、そのスイッチング素子は高周波のオンオフ状態で動作します。 高周波高速過渡プロセス自体が電磁干渉の発生源であるため、それによって生成される電磁干渉 (EMI) 信号は広い周波数範囲と一定の振幅を持ちます。 伝導と放射によって電磁環境を汚染し、通信機器や電子製品に干渉を引き起こします。 さらに、通信スイッチング電源は、特に落雷、サージ、系統電圧、電界、磁界、電磁波、静電気放電、パルス列、電圧降下、高周波電磁界に対する電磁干渉に対する強力な耐性を備えている必要があります。伝導イミュニティ、放射線 イミュニティ、伝導性エミッション、放射性エミッションなどの項目は、関連する EMC 規格の要件を満たす必要があります。
中国では、1980年代から1990年代にかけて、国内の電磁波汚染に対する規制を強化するために、CISPR規格やIEC801などの国際規格に対応する規格が策定されました。 2003 年 8 月 1 日に中国強制認証 (ChinaCompulsoryCertification)-K が施行されて以来、「EMC 熱」が高まっています。 近距離での電磁干渉の研究と制御は、電子研究者からますます注目を集めています。 研究分野の新たなホットスポット。 本稿では、通信用スイッチング電源の電気的干渉の発生メカニズムについて、関連する抑制技術を体系的に解説します。
1 通信用スイッチング電源の特性と電磁障害のメカニズム
1.1 スイッチング電源の基本特性
スイッチング電源には次の 4 つの基本特性があります。
①場所が比較的分かりやすい。 主にパワースイッチングデバイス、ダイオード、ラジエーター、およびそれらに接続される高周波トランスに焦点を当てます。
②エネルギー変換装置はスイッチング状態で動作します。 スイッチング電源はスイッチング状態で動作するエネルギー変換装置であるため、電圧と電流の変化率が非常に大きく、発生する干渉強度も比較的大きくなります。
③ 電源プリント基板（PCB）の配線は通常手作業で行われます。 この配置により非常にランダムになるため、PCB 分布パラメータの抽出と近接場干渉の予測と評価が困難になります。
④ スイッチング周波数が数万Hzから数MHzと大きい。 干渉の主な形態は、伝導干渉と近接場干渉です。
1.2 電磁干渉のメカニズム
1.2.1 スイッチング回路によって発生する電磁妨害
スイッチング回路はスイッチング電源の中核です。 主にスイッチング管と高周波トランスで構成されています。 それによって生成される dv/dt は、比較的大きな振幅、広い周波数帯域、豊富な高調波を持つパルスです。 このパルス干渉には主に 2 つの理由があります。1 つは、スイッチ管の負荷が高周波トランスの一次コイルであり、誘導性負荷であることです。 スイッチ管がオンした瞬間、1次コイルに大きな突入電流が発生し、1次コイルの両端に高いサージピーク電圧が発生します。 スイッチ管がオフになると、一次コイルの漏れ磁束により、エネルギーの一部が一次コイルから二次コイルへの伝達がない場合、インダクタに蓄えられたエネルギーの一部が減衰を形成します。コレクタ回路内の容量と抵抗によるスパイクを伴う発振であり、これがターンオフ電圧に重畳されてターンオフ電圧スパイクを形成します。 この電源電圧の遮断により、一次コイルがオンになったときと同じ励磁突入電流過渡現象が発生し、このノイズが入出力端子に伝導して伝導妨害を形成します。 一方、パルストランスの一次コイル、スイッチング管、フィルターコンデンサーによって形成される高周波スイッチング電流ループは、大きな空間放射線を発生させ、放射線障害を引き起こす可能性があります。
1.2.2 ダイオードの逆回復時間による干渉 高周波整流回路の整流ダイオードは順導通時、大きな順電流が流れます。 逆バイアスがかかってカットオフ状態になると、キャリアの存在によりさらに多くのキャリアが蓄積するため、キャリアが消滅するまでの一定期間逆方向に電流が流れ、逆回復力が急激に低下します。キャリア消失電流と大きな電流変化
