스위칭 전원 PCB의 EMC 최적화 설계 방식
스위치형 컨버터 잡음의 간섭 경로는 간섭원과 간섭받는 장비에 대한 결합 조건을 제공하며, 공통 모드 간섭과 차동 모드 간섭에 대한 연구가 특히 중요합니다. 주로 회로의 주요 구성 요소에 대한 고주파 모델과 공통 모드 및 차동 모드 노이즈의 회로 모델을 분석하여 스위치 전원 공급 장치 PCB의 EMC 최적화 설계에 유익한 지원을 제공합니다.
스위칭 전원 공급 장치의 공통 모드 간섭과 차동 모드 간섭은 회로에 서로 다른 영향을 미칩니다. 일반적으로 차동 모드 잡음은 낮은 주파수에서 지배적이며 공통 모드 잡음은 높은 주파수에서 지배적입니다. 게다가 공통 모드 전류의 방사 효과는 일반적으로 차동 모드 전류의 방사 효과보다 훨씬 큽니다. 따라서 전원 공급 장치에서는 차동 모드 간섭과 공통 모드 간섭을 구별할 필요가 있습니다.
차동 모드 간섭과 공통 모드 간섭을 구별하려면 먼저 스위칭 전원 공급 장치의 기본 결합 모드를 연구해야 합니다. 이를 바탕으로 차동 모드 잡음 전류와 공통 모드 잡음 전류에 대한 회로 경로를 설정할 수 있습니다. 스위칭 전원 공급 장치의 전도 결합에는 주로 다음이 포함됩니다.
회로 기반 전도성 결합, 용량성 결합, 유도성 결합 및 이들 결합 방법의 조합.
1 공통 모드 및 차동 모드 잡음 경로 모델
스위칭 전원 공급 장치에서는 고주파 변압기의 1차 권선과 2차 권선 사이의 결합 용량 CW, 전원 튜브와 방열판 사이의 부유 용량 CK, 전원 튜브의 기생 매개변수로 인해 공통 모드 잡음 및 차동 모드 잡음 경로가 형성됩니다. 상호 인덕턴스, 자체 인덕턴스, 상호 정전용량, 자체 정전용량, 임피던스 및 기타 기생 매개변수가 인쇄 와이어 간의 상호 결합에 의해 형성되어 공통 모드 및 차동 모드 전도성 간섭이 발생합니다. 전력 스위칭 소자, 변압기, 인쇄 배선의 저항, 인덕턴스, 커패시턴스의 기생 매개변수 모델을 분석하여 컨버터의 노이즈 전류 경로 모델을 얻을 수 있습니다.
2 회로의 주요 구성 요소에 대한 고주파 모델
전원 스위치의 내부 기생 인덕턴스와 커패시턴스는 회로의 고주파수 성능에 영향을 미칩니다. 이러한 커패시터는 고주파 간섭 누설 전류를 금속 기판으로 흐르게 하며, 전원 스위치와 방열판 사이에 부유 커패시터 CK가 존재합니다. 안전상의 이유로 방열판은 일반적으로 접지되어 공통 모드 소음 경로를 제공합니다.
PWM 컨버터 작동 중에는 스위칭 장치 작동과 함께 공통 모드 노이즈도 발생합니다. 그림 1에 표시된 것처럼 하프 브리지 컨버터의 경우 스위치 Q1의 누설 전압은 항상 U1이고 소스 전위는 스위치 상태 변경에 따라 0와 U1/2 사이에서 변합니다. Q2의 소스 전위는 항상 0이고, 드레인 전위는 0와 U1/2 사이에서 다양합니다. 스위치 튜브와 라디에이터 사이의 양호한 접촉을 유지하기 위해 스위치 튜브 바닥과 라디에이터 사이에 열전도율이 좋은 절연 개스킷 또는 실리콘을 추가하는 경우가 많습니다. 이로 인해 A 지점과 접지 사이에 병렬 결합 커패시터 CK가 존재하게 됩니다. 스위치 튜브 Q1 및 Q2의 상태가 변경되어 A 지점의 전위가 변경되면 그림 2와 같이 CK에 노이즈 전류 Ik가 생성됩니다. 전류는 방열판에서 케이싱으로 흐릅니다. 따라서 공통 모드 잡음 전류는 접지와 주 전원선 사이의 커플링 임피던스 Z에 전압 강하를 발생시켜 그림 2의 점선과 같이 공통 모드 잡음 경로를 형성합니다. 공통 모드 잡음.
