スイッチング電源の電磁干渉抑制方法を3つの側面から考察
スイッチング電源には 5 つの電磁干渉源があり、電磁両立性の 3 つの要素は干渉源、結合経路、および敏感な本体です。 上記のいずれかを抑制すると、電磁干渉を軽減できます。 スイッチング電源の電磁適合性の問題は、スイッチング電源が高電圧、大電流、高周波数のスイッチング状態で動作する場合、さらに複雑になります。 しかし、依然として電磁干渉の基本モデルに準拠しており、電磁干渉を抑制する方法はどのようなものでしょうか? 小さな教室で電磁波対策法を3つの側面からお話しましょう。
1. スイッチング電源における各種電磁妨害源の抑制
入力電流波形の歪みを解決し、電流の高調波成分を低減するために、スイッチング電源には力率改善 (PFC) 技術を使用する必要があります。 PFC テクノロジーにより、電流波形が電圧波形に追従し、電流波形が正弦波に近づくように補正されます。 したがって、電流の高調波成分が減少し、ブリッジ整流コンデンサフィルタ回路の入力特性が改善され、スイッチング電源の力率が増加します。 さまざまな方法により、さまざまな観点から電磁干渉を抑制できます。Minrong Electric はこの点で多大な技術と労力を投資してきました。 Minrong スイッチング電源は、電磁干渉抑制において重要な成果を上げており、Minrong Electric の取り組みにより、Minrong スイッチング電源は業界でますます支配的な地位を確立しています。
ソフト スイッチング技術は、スイッチング デバイスの損失を低減し、スイッチング デバイスの電磁両立性を向上させる重要な手段です。 スイッチング デバイスは、スイッチング プロセス中にサージ電流とピーク電圧を生成します。これらは電磁干渉とスイッチング損失の主な原因です。 ソフトスイッチング技術を使用して、ゼロ電圧およびゼロ電流でトランジスタをスイッチングすることで、電磁干渉を効果的に抑制できます。 スイッチ管や高周波トランスの一次コイルの両端のピーク電圧を吸収するバッファ回路の使用も、電磁両立性特性を効果的に改善できます。
出力整流ダイオードの逆回復問題は、飽和インダクタを直列化することで抑制できます。 飽和インダクタのコアは、長方形の BH 曲線を持つ磁性材料でできています。 磁気アンプに使用される材料と同様に、この磁性コアで作られたインダクタンスは高い透磁率を持っています。 磁心はBH曲線上で垂直に近い直線領域を有しており、飽和状態に入りやすい。 実際のアプリケーションでは、出力整流ダイオードがオンの場合、飽和インダクタはワイヤの一部に相当するインダクタンス特性状態で動作します。 ダイオードがオフして逆回復すると、飽和インダクタンスはインダクタンス特性状態となり、逆回復電流の大幅な変化や外部干渉が抑制されます。
2. 電磁妨害の伝達経路を遮断する - コモンモードおよびディファレンシャルモードパワーラインフィルタの設計
電力線フィルタは電力線干渉を除去できます。 スイッチング電源用の合理的で効果的な EMI フィルタには、ディファレンシャル モード干渉とコモン モード干渉の両方に対して強力な抑制効果がなければなりません。 実は、これは電源ラインフィルターだけの話ではありません。 Minrong Electric は、特定のコンポーネントに対する電磁干渉を抑制する方法も開発しました。ユーザー エクスペリエンスは、Minrong Electric が遵守する方向の 1 つです。 Minrong Electric の技術開発はその揺るぎない方向性から切り離すことができず、それが徐々に Minrong スイッチング電源の職人技の品質の達成につながりました。
コモンモードインダクタンスは、同じ磁気リング上の反対方向と同じ巻数の 2 つの巻線で構成されます。 一般的には磁気漏れが少なく効率が高い円形磁心が使用されますが、巻線が困難です。 都市ネットワークの電力周波数電流が 2 つの巻線を流れるとき、1 つは入力、もう 1 つは出力となり、生成された磁場が正確に相殺します。 これにより、コモンモードインダクタンスは都市ネットワークの電源周波数電流を妨げず、損失なく伝送することができます。 都市ネットワーク内のコモンモードインダクタンスを流れるコモンモードノイズ電流がある場合、コモンモードノイズ電流の方向は同じになります。 2つの巻線に磁界が流れると、発生した磁界が同相に重畳され、コモンモードインダクタンスが干渉電流に対してより大きな誘導リアクタンスを示し、コモンモード干渉を抑制する役割を果たします。
3. シールドを使用して電磁波に敏感な機器の感度を下げる
シールドは放射ノイズを抑制する効果的な方法です。 良好な導電性を有する材料は電界をシールドするために使用でき、高い透磁率を有する材料は磁界をシールドするために使用できます。 トランスの磁界漏れを防止し、良好な一次結合を確保するために、閉じた磁気リングを使用して磁気シールドを形成できます。 例えば、缶型磁気コアの漏れ磁束は、e型コアの漏れ磁束よりもはるかに小さいです。 スイッチング電源の接続ワイヤと電源ラインには、外部干渉が回路に結合するのを防ぐために、シールド層を備えた導体を使用する必要があります。 あるいは、磁気ビーズやリングなどの EMC コンポーネントを使用して、電力線や信号線からの高周波干渉を除去することもできます。 ただし、信号周波数は電磁両立性コンポーネントによって干渉されるべきではない、つまり信号周波数はフィルター内にある必要があることに注意してください。 スイッチング電源のシェル全体も良好なシールド特性を備えている必要があり、接合部は EMC によって指定されたシールド要件を満たしている必要があります。 上記の対策を講じることにより、スイッチング電源が外部電磁環境の干渉の影響を受けず、外部の電子機器との干渉を引き起こさないようにしてください。
