スイッチング電源における電磁干渉の発生メカニズムと抑制技術
スイッチング電源の電磁干渉抑制
電磁干渉の3つの要素は、干渉源、伝播経路、および妨害された機器です。したがって、電磁干渉の抑制は、これら3つの側面に基づく必要があります。干渉源を抑制し、干渉源と妨害された機器間の結合と放射を排除し、妨害された機器の耐干渉能力を向上させることで、スイッチング電源の電磁両立性を向上させます。
フィルターを使用して電磁干渉を抑制する
フィルタリングは電磁干渉を抑制する重要な方法であり、電磁干渉が電力網内の機器に入るのを効果的に防ぐことができ、機器内の電磁干渉が電力網に入るのを防ぐこともできます。スイッチング電源の入出力回路にスイッチング電源フィルタを設置すると、伝導干渉の問題を解決できるだけでなく、放射干渉を解決するための重要な武器にもなります。フィルタ抑制技術は、パッシブフィルタリングとアクティブフィルタリングに分けられます。
1 パッシブフィルタリング技術
パッシブ フィルタ回路はシンプルで低コスト、信頼性が高く、電磁干渉を抑制する効果的な方法です。パッシブ フィルタはインダクタンス、キャパシタンス、抵抗要素で構成され、その直接的な機能は伝導放射を解決することです。
元の電源回路のフィルタコンデンサの容量が大きいため、整流回路でパルスピーク電流が発生します。このパルスピーク電流は、多くの高調波電流で構成され、電力網に干渉します。また、回路内のスイッチチューブとトランスの1次コイルのオン/オフにより、脈動電流が発生します。電流の変化率が高いため、差動モードとコモンモードの干渉信号を含むさまざまな周波数の誘導電流が周囲の回路に生成され、電力網の他のラインに伝導され、2つの電力線を介して他の電子機器に干渉する可能性があります。図の差動モードフィルタリング部分は、スイッチング電源の差動モード干渉信号を低減し、機器自体が動作するときに発生する電磁干渉信号を大幅に減衰させて電力網に送信できます。電磁誘導の法則によると、E=Ldi / dtが得られます。ここで、eはlの両端の電圧降下、Lはインダクタンス、Di / dtは電流変化率です。明らかに、必要な電流変化率が小さいほど、必要なインダクタンスが大きくなります。
パルス電流ループが他の回路の電磁誘導やアースまたは筐体によって形成されるループを介して生成する干渉信号は、コモンモード信号です。スイッチング電源回路では、スイッチング管のコレクタと他の回路の間に強い電界が生成され、回路は変位電流を生成しますが、これもコモンモード干渉信号です。図1*モードフィルタは、コモンモード干渉を抑制し、減衰させるために使用されます。
アクティブフィルタリング技術
アクティブフィルタリング技術は、コモンモード干渉を抑制するための効果的な方法です。この方法の基本的な考え方は、メインループから電磁干渉信号と同じサイズで逆位相の補償信号を取り出し、元の干渉信号とバランスをとって干渉レベルを下げることです。図2に示すように、エミッタの電流はトランジスタの電流増幅によってベースに変換され、ベースループでフィルタリングされます。R1とC2で構成されるフィルタにより、ベースリップルが非常に小さくなるため、エミッタリップルも非常に小さくなります。C2の容量はC3の容量よりも小さいため、コンデンサの体積が削減されます。この方法は、低電圧および低電力の電源にのみ適しています。また、フィルタの設計と選択時には、周波数特性、耐電圧性能、定格電流、インピーダンス特性、シールド、信頼性に注意を払う必要があります。フィルタの設置位置と設置方法は、干渉に対する期待されるフィルタリングの役割を果たすようにする必要があります。
