고주파 안정화 전원 공급 장치의 전자파 적합성 설계 방식

고주파 안정화 전원 공급 장치의 전자파 적합성 설계 방식

고주파 스위칭 전원 공급 장치 자체에 존재하는 전자파 방해(EMI) 문제를 제대로 처리하지 않으면 전력망에 쉽게 오염을 일으킬 뿐만 아니라 다른 전기 장비의 정상적인 작동에 직접적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 전자파를 쉽게 형성할 수도 있습니다. 공간으로 오염되어 주파수 스위칭 전원 공급 장치의 높은 전자기 호환성(EMC) 문제가 발생합니다. 본 논문에서는 철도 신호용 전원 공급 장치 화면에 사용되는 1200W(24V/50A) 고주파 스위칭 전원 공급 장치 모듈의 규격을 초과하는 전자파 방해에 대한 분석에 중점을 두고 개선 방안을 제안한다.

고주파 스위칭 전원 공급 장치에서 발생하는 전자기 교란은 전도 교란과 방사 교란의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 전도 방해는 AC 전원 공급 장치를 통해 전파되며 주파수는 30MHz보다 낮습니다. 복사 교란은 공간을 통해 전파되며 주파수는 30-1000MHz입니다.

고주파 스위칭 전원장치의 전자파 방해원 분석
그림 1b 회로의 정류기, 회로의 전력관 Q1, 전력관 Q2~Q5, 고주파 변압기 T1 및 출력 정류기 다이오드 D1~D2는 고주파 스위칭 전원 공급 장치가 작동할 때 전자기 방해의 주요 원인입니다. . 구체적으로 아래와 같이 분석합니다.

정류기의 정류 과정에서 생성된 고차 고조파는 전력선을 따라 전도 및 방사 방해를 생성합니다.

스위칭 전원 튜브는 고주파 온/오프 상태에서 작동합니다. 스위칭 손실을 줄이고 전원 공급 장치의 전력 밀도와 전반적인 효율성을 향상시키기 위해 스위칭 튜브는 일반적으로 몇 마이크로초 내에 더 빠르고 빠르게 켜지고 꺼지며 스위칭 튜브는 이러한 순간에 켜고 꺼집니다. 속도는 서지 전압과 서지 전류를 형성하여 고주파 및 고전압 피크 고조파를 생성하고 공간 및 AC 입력 라인에 전자기 교란을 형성합니다.

고주파 변압기(T1)는 전력 변환을 수행하는 동안 교번 전자기장을 생성하고 전자기파를 공간으로 방사하여 복사 교란을 형성합니다. 변압기의 분산 인덕턴스와 커패시턴스는 진동하고 변압기의 1차단과 2차단 사이의 분산 커패시턴스를 통해 AC 입력 루프에 결합되어 전도 방해를 형성합니다.

출력 전압이 상대적으로 낮을 때 출력 정류기 다이오드는 고주파 스위칭 상태에서 작동하며 이는 전자기 방해의 원인이기도 합니다.

다이오드 리드선의 기생 인덕턴스, 접합 용량의 존재 및 역회복 전류의 영향으로 인해 매우 높은 전압 및 전류 변화율로 작동합니다. 다이오드의 역회복 시간이 길수록 피크 전류의 영향은 더 커집니다. , 교란 신호가 강할수록 차동 모드 전도 교란인 고주파 감쇠 발진이 발생합니다.

이렇게 생성된 전자기 신호는 모두 전력선, 신호선, 접지선 등의 금속선을 통해 외부 전원으로 전달되어 전도 방해를 형성합니다. 방사 교란은 도체와 장치를 통해 또는 안테나 역할을 하는 상호 연결 라인을 통해 방사되는 교란 신호로 인해 발생합니다.