스위칭 전원 공급 장치의 전자기 간섭 발생 및 억제
전자기 호환성 EMC는 영어 전자기 호환성의 약어입니다. 두 가지 의미가 포함되어 있습니다. 첫째, 작업 중 장비에서 발생하는 전자파 복사는 일정 수준으로 제한되어야 합니다. 둘째, 장비 자체에는 특정 간섭 방지 기능이 있어야 합니다. 간섭 소스, 커플 링 채널 및 민감한 본체의 세 가지 요소가 있어야 합니다. 전자 회로용 스위칭 전원 공급 장치를 통한 간섭 억제는 전자 시스템의 정상적이고 안정적인 작동을 보장하는 데 매우 중요합니다. 본 논문에서는 스위칭 전원 공급 장치의 간섭 소스와 결합 채널을 분석하여 간섭을 억제하기 위한 효과적인 방법을 제시합니다. 스위칭 전원 변압기의 설계 및 제조 방법이 제시됩니다.
스위칭 전원 공급 장치의 간섭 소스 및 결합 채널
스위칭 전원공급장치는 먼저 상용주파 교류를 직류로 정류한 후 스위칭관의 제어를 거쳐 고주파로 변환한 후 정류필터 회로를 거쳐 출력하여 안정된 직류전압을 얻도록 하므로, 고조파 간섭이 많다. 동시에, 변압기의 누설 인덕턴스와 출력 다이오드의 역회복 전류로 인한 피크로 인해 다양한 정도의 전자기 간섭이 발생합니다. 스위칭 전원 공급 장치의 간섭은 주로 전압 및 전류 변화가 큰 구성 요소(즉, 큰 dv/dt 또는 di/dt), 특히 스위칭 튜브, 출력 다이오드 및 고주파 변압기에 집중됩니다. 동시에 부유 용량은 전력망의 소음을 전자 시스템의 전원 공급 장치로 전달하고 전자 회로의 작동을 방해합니다. 여기에서는 여러 종류의 간섭의 원인과 결합 경로를 분석해 보겠습니다.
출력 정류기 필터 회로에서 발생하는 필터링 간섭은 일반적으로 스위칭 전원 공급 장치의 출력단에 브리지 정류기와 커패시터 필터 회로를 채택합니다. 정류기 다이오드의 비선형성과 필터 커패시터의 에너지 저장 기능으로 인해 출력 전류는 짧은 시간과 높은 피크 값을 갖는 주기적인 피크 전류가 됩니다. 이 왜곡된 입력 전류에는 기본파 외에 고조파 성분도 풍부하게 포함되어 있습니다.
스위칭 회로에 의해 발생된 간섭
스위칭 회로의 핵심은 주요 간섭 소스 중 하나이며 주로 스위칭 튜브와 고주파 변압기로 구성됩니다. 스위치 튜브에 의해 생성된 dv/dt는 큰 펄스, 넓은 주파수 대역 및 풍부한 고조파를 갖습니다. 이 펄스 간섭의 주요 원인은 다음과 같습니다.
(1) 스위치 튜브가 켜지는 순간 변압기의 1차 권선은 큰 돌입 전류를 생성하고 1차 권선의 양쪽 끝에 높은 서지 피크 전압이 나타납니다. 스위치가 꺼지는 순간 1차 코일의 누설 자속으로 인해 에너지의 일부가 1차 코일에서 2차 코일로 전달되지 않고, 이 누설 인덕턴스에 저장된 에너지가 감쇠 발진을 형성하게 됩니다. 스위치 관 자체의 전극 간 용량 및 저항으로 피크를 가지며 스위치 관의 턴 오프 전압에 중첩되어 턴 오프 피크 전압을 형성합니다. 이 노이즈는 입력 및 출력 단자로 전도되어 전도 간섭을 형성합니다.
(2) 출력 다이오드를 순방향으로 ON시키면 PN접합에 전하가 축적되고, 다이오드에 역전압을 인가하면 축적된 전하가 사라지고 역전류가 발생한다. 스위칭 시 2차 정류회로의 V의 주파수가 매우 높기 때문에, 즉 on에서 off까지의 시간이 매우 짧고, 저장된 전하가 짧은 시간 내에 사라지면 역전류의 서지가 발생하게 된다. DC 출력에는 분산 커패시턴스와 분산 인덕턴스가 존재하기 때문에 서지로 인한 간섭은 고주파 감쇠 및 발진 감소가 됩니다.
(3) 고주파 변압기 1차 코일, 스위칭 튜브 및 필터 커패시터로 구성된 고주파 스위칭 전류 루프는 넓은 공간 방사선을 생성하고 방사선 간섭을 형성할 수 있습니다.
간섭 결합 채널
변압기의 1차 권선 사이의 부유 용량으로 인해 스위칭 회로에 의해 생성된 공통 모드 간섭이 1차측과 2차측의 변압기를 통해 전파됩니다. 이에 비해 차동 모드 간섭 경로는 간단하고 다루기 쉽습니다. 본 논문에서는 공통 모드 간섭의 생성과 억제에 대해 주로 소개합니다.
