スイッチング電源の電磁界対応
通信用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、電磁両立性の問題は非常に複雑です。 機械全体の電磁両立性の観点からは、主に一般的なインピーダンス結合、線間結合、電界結合、磁界結合、電磁波結合があります。 電磁両立性の 3 つの要素は、干渉源、伝播経路、干渉を受ける物体です。 共インピーダンス結合は主に、干渉源と干渉を受ける物体との間の電気的共通インピーダンスを指し、これを通じて干渉信号が干渉を受ける物体に侵入します。 線間結合は主に、干渉電圧と干渉電流を生成するワイヤまたは PCB ラインの平行配線によって引き起こされる相互結合です。 電界結合は主に電位差の存在、つまり妨害された物体への結合によって生成される誘導電界によるものです。 磁界結合は主に、大電流パルス電力線の近傍で発生する低周波磁界が干渉物体に結合することです。 電磁波結合は主に、脈動電圧または脈動電流によって生成される高周波電磁波によるもので、空間を通って外部に放射され、対応する妨害物体に結合します。 実際には、それぞれの結合方法を厳密に区別することはできませんが、重点が異なります。
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い電圧で高周波スイッチング モードで動作します。 スイッチング電圧とスイッチング電流は両方とも方形波であり、方形波に含まれる高次高調波の周波数スペクトルは方形波周波数に達する可能性があります。 1000回以上。 同時に、電源トランスの漏れインダクタンスと分布容量、および主電源スイッチングデバイスの動作状態が理想的ではないため、高周波がオンまたはオフになると、高周波および高電圧のピーク高調波が発生します。発振が頻繁に発生し、高次高調波はスイッチ管とラジエター間の分布容量を介して内部回路に伝達されたり、ラジエーターやトランスを介して空間に放射されます。 整流とフリーホイーリングに使用されるスイッチング ダイオードも、高周波干渉の重要な原因となります。 整流ダイオードと還流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線の寄生インダクタンス、接合容量の存在、および逆回復電流の影響により、非常に高い電圧下で動作し、電流変化率が大きくなり、高周波発振が発生します。 整流器とフリーホイーリング ダイオードは通常、電源の出力ラインの近くにあるため、それらによって生成される高周波干渉は DC 出力ラインを通じて伝達される可能性が最も高くなります。
通信用スイッチング電源は力率を改善するため、アクティブ力率改善回路を採用しています。 同時に、回路の効率と信頼性を向上させ、パワーデバイス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、ゼロ電圧、ゼロ電流、またはゼロ電圧ゼロ電流スイッチング技術が最も広く使用されています。 この技術は、スイッチングデバイスによって生成される電磁干渉を大幅に軽減します。 しかし、ソフトスイッチングの非破壊吸収回路は、主にエネルギー伝達に l と c を使用し、ダイオードの一方向導電性を利用してエネルギーの一方向変換を実現します。 したがって、共振回路内のダイオードは電磁干渉の主要な干渉源になります。
通信用スイッチング電源では、一般にエネルギー蓄積インダクタとコンデンサを使用して l および c フィルタ回路を形成し、ディファレンシャルモードおよびコモンモード干渉信号をフィルタリングし、AC 方形波信号を滑らかな DC 信号に変換します。 インダクタンス コイルの分布容量により、インダクタンス コイルの自己共振周波数が低下し、多数の高周波干渉信号がインダクタンス コイルを通過し、AC 電源ラインまたは DC 出力に沿って外側に伝播します。ライン。 フィルタコンデンサの場合、干渉信号の周波数が上昇すると、リードインダクタンスの影響により、共振周波数以上に達するまで静電容量とフィルタ効果が減少し続け、コンデンサの役割を完全に失い、誘導的な。 フィルタコンデンサの不適切な使用や長すぎるリード線も電磁障害の原因となります。
通信スイッチング電源は、高電力密度、高度なインテリジェンス、および MCU マイクロプロセッサを備えているため、高周波デジタル信号から低周波アナログ信号まで、1,000 ボルト近くの高電圧から数ボルトの低電圧までの範囲の電圧信号が存在します。 、電源 内部フィールドの分布は非常に複雑です。 不当な PCB 配線、不当な構造設計、不当な電源ライン入力フィルタ、不当な入出力電源ライン配線、不当な CPU および検出回路の設計はすべて、システムの動作を不安定にしたり、静電気放電や停電のリスクを軽減したりします。 一時的なバースト、落雷、サージ、伝導妨害、放射妨害、放射電磁場に対する耐性。
電磁両立性の研究では、一般に、cispr16 および iec61000 で規定された電磁界検出装置やさまざまな干渉信号シミュレータおよび補助機器を標準的なテストサイトまたは実験室内で使用し、詳細なテスト分析と回路性能の理解とを組み合わせて行われます。 分析研究を実施します。
