스위칭 전원 PCB에 최적화된 EMC 설계 솔루션
스위칭 컨버터 잡음의 간섭 경로는 간섭 소스와 간섭받는 장비에 대한 결합 조건을 제공하며 공통 모드 간섭과 차동 모드 간섭에 대한 연구가 특히 중요합니다. 회로의 주요 부품에 대한 고주파 모델과 공통 모드 및 차동 모드 노이즈의 회로 모델을 주로 분석하여 스위칭 전원 PCB의 EMC 최적화 설계에 유용한 도움을 제공합니다.
스위칭 전원 공급 장치 회로에 대한 공통 모드 간섭과 차동 모드 간섭의 효과는 다릅니다. 일반적으로 차동 모드 잡음은 낮은 주파수에서 지배적이며 공통 모드 잡음은 높은 주파수에서 지배적이며, 공통 모드 전류의 방사 효과는 일반적으로 차동 모드 전류의 방사 효과보다 훨씬 크기 때문에 차동 모드 잡음을 구별할 필요가 있습니다. 모드 간섭 및 전원 공급 장치의 공통 모드 간섭.
차동 모드 간섭과 공통 모드 간섭을 구별하려면 먼저 스위칭 전원 공급 장치의 기본 결합 모드를 연구해야 하며, 이를 기반으로 차동 모드 잡음 전류와 공통 모드의 회로 경로를 설정할 수 있습니다. 잡음 전류. 스위칭 전원 공급 장치의 전도 결합은 주로 다음과 같습니다.
회로 기반 전도 결합, 용량성 결합, 유도 결합 및 이러한 결합 방법의 혼합이 있습니다.
1 공통 모드 및 차동 모드 잡음 경로 모델
1차 권선과 2차 권선 사이의 고주파 변압기 커플링 커패시턴스 CW, 전력 튜브 및 방열판 사이의 부유 용량 CK, 전력 튜브 자체의 기생 매개변수 및 상호 인덕턴스 형성으로 인한 인쇄 배선으로 인한 스위칭 전원 공급 장치 상호 결합, 공통 모드 잡음 및 불량 모드 잡음 경로의 형성으로 인해 자체 인덕턴스, 상호 용량, 자체 용량, 임피던스 및 기타 기생 매개변수가 발생하여 공통 모드 및 불량 모드 전도 간섭이 형성됩니다. 전력 스위칭 소자, 변압기의 기생 매개변수 모델과 인쇄된 배선의 저항, 인덕턴스, 커패시턴스의 분석을 기반으로 컨버터의 노이즈 전류 경로 모델을 얻을 수 있습니다.
2 회로 주요 구성 요소의 고주파 모델
전력 스위칭 튜브의 내부 기생 인덕턴스와 커패시턴스는 회로의 고주파수 성능에 영향을 미칩니다. 이러한 커패시턴스는 고주파 간섭 누설 전류가 금속 기판으로 흐르도록 허용하며 전원 튜브와 방열판 사이에는 일반적으로 안전상의 이유로 접지되는 표유 커패시턴스 CK가 있어 공통 모드 노이즈 경로를 제공합니다.
PWM 컨버터의 작동에는 스위칭 장치의 작동과 해당 공통 모드 잡음이 수반됩니다. 그림 1에 표시된 것처럼 하프 브리지 컨버터의 경우 스위치 Q1의 드레인 전압은 항상 U1이고 소스 전위는 스위칭 상태가 변함에 따라 0와 U1/2 사이에서 변합니다. Q2의 소스 전위는 항상 0이고, 드레인 전위는 0와 U1/2 사이에서 다양합니다. 스위칭 튜브와 방열판 사이의 양호한 접촉을 유지하기 위해 스위칭 튜브 바닥과 방열판 사이에 절연 스페이서를 추가하는 경우가 많거나 열전도율이 좋은 절연 실리콘을 스위칭 튜브 바닥에 바르고 방열판. 이로 인해 지점 A와 접지는 병렬 결합 용량 CK의 존재와 동일해지며, 스위칭 튜브 Q1, Q2의 상태가 변경되어 지점 A 전위가 변경되면 다음과 같이 CK에 노이즈 전류 Ick가 생성됩니다. 방열판에서 섀시, 섀시, 즉 접지와 주 전력선으로 흐르는 전류에는 커플링 임피던스가 있으며, 그림 2의 점선에 표시된 공통 모드 잡음 경로가 형성됩니다. 결과적으로 공통 모드 잡음 전류는 접지와 주 전원선 사이의 결합 임피던스 Z에 걸쳐 전압 강하를 발생시켜 공통 모드 잡음을 형성합니다.
