電源を切ることでEMCが発生する理由
24Vスイッチング電源は高電圧、大電流のスイッチング状態で動作するため、電磁両立性の問題の原因は非常に複雑です。機械からの電磁両立性には、主に共通インピーダンス結合、線路結合、電界結合、磁界結合、電磁波結合などいくつかの種類があります。電磁両立性は、障害源、伝播経路、障害物体の3つの要素を生み出します。共通インピーダンス結合は主に、障害源と障害物体の間に電気的に存在する共通インピーダンスであり、このインピーダンスを介して、障害信号が障害物体に入ります。線間結合は主に、配線またはPCB線路の障害電圧と障害電流によって、並列配線と相互結合により発生します。
電界結合は主に電位差の存在により、結合によって生成される誘導電界が妨害物に起因します。磁界結合は主に高電流のパルス電力線の近くにあり、低周波の磁界が結合対象物に発生して傷つきます。電磁界結合は主に高周波電磁波によって生成されるパルス電圧または電流により、空間を通じて外部に放射され、対応する結合が結合対象に発生します。実際には、各タイプの結合を厳密に区別することはできず、異なるものに焦点を当てるだけです。
24Vスイッチング電源では、主電源スイッチング管が非常に高電圧、高周波スイッチングモードにあり、スイッチング電圧とスイッチング電流は方形波に近く、スペクトル分析から、方形波信号には豊富な高調波が含まれており、高調波スペクトルは方形波周波数の1,000倍以上にもなります。同時に、電源トランスの漏れインダクタンスと分配容量、および主電源スイッチングデバイスの非理想的な動作条件により、高周波のオン/オフ時に高周波および高電圧スパイク高調波振動が頻繁に発生し、この高調波振動によって発生した高レベルの高調波は、ヒートシンクを介してスイッチング管とヒートシンク間の分配容量を介して内部回路に伝達されます。
この高調波振動によって生成された高調波は、ヒートシンクとトランスを通じて内部回路に伝達されるか、空間に放射されます。
整流ダイオードと電流更新ダイオードに使用され、高周波スクラッチの重要な原因でもあります。整流ダイオードと電流更新ダイオードは高周波スイッチング状態で動作するため、ダイオードのリード寄生インダクタンス、接合容量、および逆回復電流の存在により、電圧と電流の変化率が非常に高く、高周波振動が発生します。整流ダイオードと電流更新ダイオードは一般に電源出力ラインに近いため、それらによって生成された高周波スクラッチ*はDC出力ラインを介して簡単に伝達されます。
24Vスイッチング電源の力率を改善するために、能動力率効率回路が使用されています。同時に、回路の効率と信頼性を向上させ、電源装置の電気的ストレスを軽減するために、多数のソフトスイッチング技術が使用されています。その中でも、ゼロ電圧、ゼロ電流、またはゼロ電流スイッチング技術が広く使用されています*。この技術は、スイッチング装置によって発生する電磁スクラッチを大幅に削減します。ただし、ソフトスイッチングの無損失吸収回路では、エネルギー転送にL、Cを使用することが多く、ダイオードの一方向伝導を使用してエネルギーの一方向変換を実現するため、共振回路ダイオードが電磁スクラッチの主な発生源になっています。
24Vスイッチング電源では、エネルギー貯蔵インダクタとコンデンサが一般的に使用され、L、Cフィルタリング回路で構成され、差動モードとコモンモード干渉信号のフィルタリング、およびAC矩形波信号の滑らかなDC信号への変換を実現します。 インダクタコイルの分布容量により、インダクタコイルの自己共振周波数が低下し、多数の高周波スクラッチ信号がインダクタコイルを通過し、AC電源ラインまたはDC出力ラインに沿って外側に伝播します。 フィルタコンデンサは、スクラッチ信号の周波数が上昇すると、リードインダクタンスの役割により、静電容量とフィルタリング効果が継続的に低下し、共振周波数を超えるとコンデンサの役割が完全に失われ、誘導性になります。 フィルタリングコンデンサの誤った使用と長いリードも電磁干渉の原因となります。
24Vスイッチング電源は電力密度が高く、インテリジェント度が高く、MCUマイクロプロセッサを搭載しているため、高電圧信号からほぼ1000ボルト、低電圧信号から数ボルト、高周波デジタル信号から低周波アナログ信号まで、電源内部のフィールド分配は非常に複雑です。 PCB配線が無理、構造設計が無理、電源ライン入力フィルタリングが無理、入出力電源ライン配線が無理、CPU、検出回路設計が無理。 CPU、検出回路設計が無理な場合、システムが不安定になったり、静電気放電、電気的高速過渡パルス群、雷、サージ、伝導スクラッチ、放射線スクラッチ、放射線電磁場耐性能力が低下したりします。
