スイッチング電源の電磁両立性設計

スイッチング電源の電磁両立性設計

スイッチモード電源の電磁適合性とは、性能の低下を引き起こすことなく、限られた空間、時間、および周波数スペクトル内でさまざまな電気デバイスが共存できることを指します。これには、電磁干渉 (EMD) と電磁過敏症 (EMS) という 2 つの側面が含まれます。 EMD は電気製品から放出される外部ノイズを指し、EMS は電気製品が外部の電磁干渉に抵抗する能力を指します。優れた電磁両立性性能を備えたデバイスは、周囲の電磁環境の影響を受けたり、周囲に電磁干渉を引き起こしたりしてはなりません。

スイッチング電源のパワー スイッチング トランジスタは、高周波でのオン/オフ プロセス中に大幅な電圧と電流のジャンプを生成し、その結果、強い電磁干渉が発生しますが、干渉の周波数範囲は (<30MHz) is relatively low. The geometric dimensions of most low-power switching power supplies are much smaller than the wavelength corresponding to a 30MHz electromagnetic field (about 10m in air medium). The electromagnetic interference phenomena studied in switching power supply systems belong to the range of quasi steady fields. When studying their electromagnetic interference problems, the main consideration is conducted interference.

2 電磁的嫌がらせ

電磁干渉の議論は一般に、干渉源の特性、干渉の結合チャネル特性、妨害を受ける物体の特性という 3 つの側面から行われます。

2.1 スイッチモード電源における主な電磁干渉源

スイッチモード電源の電磁干渉源には、主にスイッチングデバイス、ダイオード、非線形受動部品が含まれます。プリント基板の不適切な配線も、スイッチモード電源で電磁干渉を引き起こす主な要因です。

2.1.1 スイッチ回路によって発生する電磁妨害

スイッチング電源の場合、スイッチング回路によって発生する電磁干渉は主な干渉源の 1 つです。スイッチ回路はスイッチング電源の中核であり、主にスイッチ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、振幅が大きく、周波数帯域が広く、高調波が豊富なパルスです。この脈拍の乱れの主な原因は、

1) スイッチ管の負荷は高周波変圧器の一次コイルであり、誘導負荷です。-スイッチ管がオンした瞬間、1次コイルに大きなサージ電流が発生し、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。スイッチ管が切り離された瞬間、1次コイルの漏れ磁束により、エネルギーの一部が1次コイルから2次コイルへ伝わりません。インダクタに蓄えられたエネルギーは、コレクタ回路の静電容量と抵抗によるピークを伴う減衰振動を形成し、これがターンオフ電圧に重畳されてターンオフ電圧ピークを形成します。このタイプの電源電圧の遮断は、一次コイルが接続されているときと同じ過渡励磁インパルス電流を生成します。このノイズが入出力端子に伝わり、伝導障害を起こし、ひどい場合にはスイッチ管を破壊する恐れがあります。

2) パルストランスの一次コイル、スイッチング管、フィルタリングコンデンサで構成される高周波スイッチング電流ループは、大量の空間放射線を生成し、放射線障害を形成する可能性があります。コンデンサのフィルタリング容量が不十分であるか、または高周波特性が悪い場合、コンデンサの高周波インピーダンスによって、高周波電流が差動モードで AC 電源に流れ、導通障害が形成されます。-