スイッチング電源によって引き起こされる電磁両立性問題の原因
高電圧および高電流スイッチング状態で動作する 24V スイッチング電源によって引き起こされる電磁両立性の問題の理由は非常に複雑です。機械全体の電磁両立性の観点からは、主に、共通インピーダンス結合、線間結合、電界結合、磁界結合、電磁波結合のいくつかの種類があります。電磁両立性によって生成される 3 つの要素は、妨害源、伝播経路、妨害対象です。共通インピーダンス結合は、主に、妨害信号が妨害対象に入る、電界内の妨害源と妨害対象との間の共通インピーダンスです。線間結合とは主に、並列配線により妨害電圧や妨害電流が発生する配線やプリント基板の配線間の相互結合を指します。
電界結合は主に電位差の存在によるものであり、これにより妨害された物体との誘導電界結合が発生します。磁界結合は主に、大電流パルス送電線の近くで生成される低周波磁界と妨害された物体との結合を指します。電磁界結合は主に、脈動電圧または電流によって生成される高周波電磁波によるもので、空間を通って外側に放射され、対応する妨害された物体と結合します。実際には、各結合方法を厳密に区別することはできず、強調点が異なるだけです。
24V スイッチング電源では、主電源スイッチング トランジスタは高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電流は方形波に近くなります。スペクトル分析から、方形波信号には豊富な高次高調波が含まれており、これらの高調波のスペクトルは方形波の周波数の 1000 倍以上に達する可能性があることがわかっています。-同時に、電源変圧器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 デバイスの非理想的な動作状態により、高周波でのオンまたはオフ時に高周波および高電圧のピーク高調波発振が発生することがよくあります。-これらの高調波振動によって生成される高次高調波は、スイッチング管とヒートシンク間の分布容量を介して内部回路に伝達されるか、ヒートシンクとトランスを介して空間に放射されます。
整流ダイオードやフリーホイーリング ダイオードに使用され、高周波障害の重要な原因ともなります。-高周波スイッチング状態での整流ダイオードとフリーホイーリング ダイオードの動作により、ダイオード リード線の寄生インダクタンスと接合容量、および逆回復電流の影響により、高い電圧と電流変化率で動作し、高周波発振が発生します。-整流器とフリーホイーリング ダイオードは電源出力ラインに近接しているため、それらが生成する高周波障害は DC 出力ラインを通じて容易に伝達されます。
24Vスイッチング電源の力率を改善するために、アクティブ力率正回路が使用されます。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採用されています。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。この技術により、スイッチング素子が発生する電磁妨害を大幅に低減します。ただし、ソフトスイッチの無損失吸収回路は、主にエネルギー転送に L と C を使用し、ダイオードの一方向導電性を利用して一方向のエネルギー変換を実現します。したがって、この共振回路内のダイオードは電磁障害の主な発生源になります。
