스위칭 전원 공급 장치의 전자기 간섭을 억제하기 위한 조치
일반적으로 스위칭 전원 공급 장치의 EMI 제어는 주로 필터링 기술, 차폐 기술, 밀봉 기술 및 접지 기술을 채택합니다. EMI 간섭은 전송 경로에 따라 전도 간섭과 방사 간섭으로 구분됩니다. 스위칭 전원 공급 장치는 주로 간섭을 일으키며 주파수 범위는 약 10kHz-30MHz로 가장 넓습니다. 전도 간섭 억제 대책은 기본적으로 10kHz-150kHz, 150kHz-10MHz 이상 3가지 주파수 대역에서 해결됩니다. 일반 간섭은 주로 10kHz ~ 150kHz 범위에 있으며 일반적으로 일반 LC 필터로 해결됩니다. 공통 모드 간섭은 주로 150kHz-10 MHz 범위에 있으며 일반적으로 공통 모드 제거 필터로 해결됩니다. 10MHz 이상 주파수 대역에 대한 대책은 필터 형상 개선과 전자파 차폐 대책이다.
AC 입력이 있는 1개의 EMI 필터가 채택되었습니다.
일반적으로 도체에 간섭 전류를 전송하는 방법에는 공통 모드와 차동 모드의 두 가지가 있습니다. 공통 모드 간섭은 캐리어 유체와 접지 사이의 간섭입니다. 간섭은 동일한 크기와 방향을 가지며 전원 공급 장치의 상대 접지 사이 또는 중성선과 접지 사이에 존재하며 주로 du/ dt 및 di/dt도 특정 공통 모드 간섭을 생성합니다. 차동 모드 간섭은 캐리어 유체 사이의 간섭입니다. 간섭은 크기가 같고 방향이 반대이며 전원 공급 장치의 위상 선과 중성선, 위상 선과 위상 선 사이에 존재합니다. 간섭 전류가 도체에 전송되면 공통 모드와 차동 모드 모두에서 나타날 수 있습니다. 그러나 공통 모드 간섭 전류는 차동 모드 간섭 전류가 된 후에만 유용한 신호를 간섭할 수 있습니다.
AC 전력 전송 라인에는 위의 두 가지 종류의 간섭이 있습니다. 일반적으로 저주파 차동 모드 간섭과 고주파 공통 모드 간섭입니다. 일반적으로 차동 모드 간섭의 진폭은 작고 주파수는 낮으며 발생하는 간섭은 작습니다. 공통 모드 간섭은 진폭이 크고 주파수가 높으며 전선을 통해 방사선을 생성하여 큰 간섭을 일으킬 수도 있습니다. AC 전원 공급 장치의 입력단에 적절한 EMI 필터를 사용하면 전자기 간섭을 효과적으로 억제할 수 있습니다. 전력선 EMI 필터의 기본 원리는 그림 1에 나와 있는데, 차동 모드 커패시터 C1과 C2는 차동 모드 간섭 전류를 단락시키는 데 사용되고 중간 선로 접지 커패시터 C3과 C4는 단락에 사용됩니다. 공통 모드 간섭 전류를 회로에 연결합니다. 공통 모드 초크 코일은 동일한 두께의 두 개의 코일로 구성되며 동일한 방향으로 자기 코어에 감겨 있습니다. 두 코일 사이의 자기 결합이 매우 가까우면 누설 인덕턴스가 매우 작아서 전력선의 주파수 범위가 좋지 않습니다.
모드 리액턴스는 매우 작아집니다. 공통 모드 초크에 부하 전류가 흐를 때, 위상선에 직렬로 연결된 코일에서 생성된 자기력선은 중성선에 직렬로 연결된 코일에서 생성된 자기력선과 반대가 되며, 위상선에서 서로 상쇄됩니다. 자기 코어. 따라서 부하 전류가 큰 경우에도 자기 코어는 포화되지 않습니다. 공통 모드 간섭 전류의 경우 두 코일에 의해 생성된 자기장이 동일한 방향이므로 큰 인덕턴스가 나타나 공통 모드 간섭 신호를 감쇠시키는 역할을 합니다. 여기서, 공통모드 초크코일은 투자율이 높고 주파수 특성이 좋은 페라이트 자성재료로 제작되어야 한다.
2 흡수 회로를 사용하여 스위칭 파형 개선
스위치 튜브 또는 다이오드를 켜고 끄는 동안 변압기 누설 인덕턴스, 라인 인덕턴스, 다이오드 저장 커패시턴스 및 분산 커패시턴스가 있으며 스위치 튜브의 컬렉터, 이미터 및 다이오드에 피크 전압을 생성하기 쉽습니다. . 일반적으로 RC/RCD 흡수회로와 RCD 서지전압 흡수회로가 채용됩니다.
흡수 회로의 전압이 특정 진폭을 초과하면 각 장치가 빠르게 켜지므로 서지 에너지를 방출하고 서지 전압을 특정 진폭으로 제한합니다. 포화 자기 코어 코일 또는 미세 결정 자기 비드는 스위치 튜브의 컬렉터와 출력 다이오드의 양극 리드에 직렬로 연결되며 재료는 일반적으로 코발트(Co)입니다. 정상적인 전류가 흐르면 자기 코어는 포화되고 인덕턴스는 매우 작습니다. 전류가 역방향으로 흐르면 큰 역기전력이 생성되어 다이오드 VD의 역서지 전류를 효과적으로 억제할 수 있습니다.
3 스위칭 주파수 변조 기술을 사용하여
주파수 제어 기술은 스위칭 간섭 에너지가 주로 특정 주파수에 집중되고 스펙트럼 피크가 크다는 사실에 기초합니다. 이러한 에너지를 더 넓은 주파수 대역으로 분산시킬 수 있다면 간섭 스펙트럼의 피크 값을 줄이는 목적을 달성할 수 있습니다. 일반적으로 처리 방법에는 무작위 주파수 방법과 변조 주파수 방법의 두 가지가 있습니다.
랜덤 주파수 방식은 회로의 스위칭 간격에 랜덤 교란 성분을 추가하여 스위칭 간섭 에너지가 특정 주파수 대역에 분산되도록 하는 것입니다. 연구에 따르면 스위칭 간섭의 스펙트럼은 이산 피크 펄스 간섭에서 연속 분산 간섭으로 변경되었으며 피크 값은 크게 떨어졌습니다.
변조주파수 방식은 톱니파에 사람의 변조파(백색잡음)를 더해 간섭을 발생시키는 이산주파수대역 주위에 측파대를 형성하고, 간섭이 발생하는 이산주파수대역을 분산주파수대역으로 변조하는 것이다. 이러한 방식으로 간섭 에너지는 이러한 분포 주파수 대역으로 분산됩니다. 컨버터의 작동 특성에 영향을 주지 않는 조건에서 이 제어 방법은 켜고 끌 때 간섭을 잘 억제할 수 있습니다.
4 소프트 스위칭 기술이 채택되었습니다.
스위칭 전원 공급 장치의 간섭 중 하나는 전원 스위치 튜브가 켜지거나 꺼질 때 du/dt에서 발생합니다. 따라서 전원 스위치 튜브의 du/dt를 줄이는 것은 스위칭 전원 공급 장치의 간섭을 억제하는 중요한 조치입니다. 소프트 스위칭 기술은 스위치 튜브 켜기/끄기의 du/dt를 줄일 수 있습니다.
인덕턴스, 커패시턴스 등 작은 공진 요소를 온-오프 회로에 추가하면 보조 네트워크가 형성됩니다. 스위칭 과정 전후에 공진 과정을 유도하여 스위치를 켜기 전에 전압이 0으로 떨어지도록 함으로써 스위칭 과정에서 전압과 전류가 겹치는 현상을 없애고 스위칭 손실과 간섭을 방지할 수 있다. 감소하거나 심지어 제거될 수도 있습니다. 이 회로를 소프트 스위칭 회로라고 합니다.
