스위칭 전원 EMI 설계 경험
1. 스위칭 전원 공급 장치의 EMI 소스
스위칭 전원 공급 장치의 EMI 간섭 소스는 주로 전원 스위치 튜브, 정류기 다이오드, 고주파 변압기 등에 반영됩니다. 스위칭 전원 공급 장치에 대한 외부 환경의 간섭은 주로 전력망의 지터, 번개 파업 및 외부 방사선.
(1) 전원 스위치 튜브
전원 스위치 튜브는 On-Off 빠른 주기 전환 상태에서 작동하며 dv/dt 및 di/dt는 빠르게 변경됩니다. 따라서 전원 스위치 튜브는 전기장 결합의 주요 간섭원일 뿐만 아니라 자기장 결합의 주요 간섭원이기도 합니다.
(2) 고주파 변압기
고주파 트랜스포머의 EMI 소스는 누설 인덕턴스에 해당하는 di/dt 급속 사이클 변환에 집중되어 있으므로 고주파 트랜스포머는 자기장 결합의 중요한 간섭 소스입니다.
(3) 정류 다이오드
정류기 다이오드의 EMI 소스는 주로 역회복 특성에 반영됩니다. 역회복 전류의 불연속 지점은 인덕턴스(리드 인덕턴스, 부유 인덕턴스 등)에서 높은 dv/dt를 생성하여 강한 전자기 간섭을 초래합니다.
(4) 기판
정확히 말하면 PCB는 위에서 언급한 간섭 소스의 결합 채널이며 PCB의 품질은 위에서 언급한 EMI 소스의 억제와 직접적으로 일치합니다.
2. 스위칭 전원 공급 장치의 EMI 전송 채널 분류
(1) 전도성 간섭에 대한 전송 채널
(1) 용량 결합
(2) 유도 결합
(3) 저항 결합
ㅏ. 공용 전원의 내부 저항에 의해 생성된 저항성 전도 결합
비. 공통 접지 임피던스에 의해 생성된 저항성 전도 커플링
씨. 공통 라인 임피던스에 의해 생성된 저항 전도 커플링
(2) 방사선 간섭의 전송 채널
(1) 스위칭 전원 공급 장치에서 방사 간섭 소스를 구성할 수 있는 구성 요소 및 전선을 안테나로 가정할 수 있으므로 전기 쌍극자 및 자기 쌍극자 이론을 분석에 사용할 수 있습니다. 다이오드, 커패시터 및 전원 스위치 튜브는 전기 쌍극자로 가정할 수 있으며 인덕턴스 코일은 자기 쌍극자로 가정할 수 있습니다.
(2) 실드가 없는 경우 전기 쌍극자와 자기 쌍극자가 발생하는 전자기파의 전달 채널은 공기(자유 공간으로 가정할 수 있음)입니다.
(3) 차폐체가 있는 경우 차폐체의 틈과 구멍을 고려하여 누설장의 수학적 모델에 따라 분석 처리한다.
3. 스위칭 전원의 EMI 대책 9대 대책
스위칭 전원 공급 장치에서 전압 및 전류의 급격한 변화, 즉 높은 dv/dt 및 di/dt는 EMI의 주요 원인입니다. 스위칭 전원 공급 장치를 실현하기 위한 EMC 설계 기술 조치는 주로 다음 두 가지 사항을 기반으로 합니다.
(1) 전원 공급 장치 자체에서 발생하는 간섭 원인을 최소화하고 간섭을 억제하는 방법을 사용하거나 간섭이 적은 구성 요소 및 회로를 생성하고 합리적인 레이아웃을 만듭니다.
(2) 접지, 필터링, 차폐 및 기타 기술을 통해 전원 공급 장치의 EMI를 억제하고 전원 공급 장치의 EMS를 개선합니다.
별도로 말하자면, 9가지 주요 조치는 다음과 같습니다.
(1) dv/dt 및 di/dt 감소(피크 값 감소, 슬로프 감소)
(2) 서지 전압을 줄이기 위한 합리적인 배리스터 적용
(3) 댐핑 네트워크는 오버슈트를 억제합니다.
(4) 소프트 리커버리 특성을 가진 다이오드를 사용하여 고주파 EMI 저감
(5) 능동 역률 보정 및 기타 고조파 보정 기술
(6) 합리적으로 설계된 전력선 필터를 사용하십시오.
(7) 합리적인 접지 처리
(8) 효과적인 차폐 조치
(9) 합리적인 PCB 설계
4. 고주파 변압기의 누설 인덕턴스 제어
고주파 변압기의 누설 인덕턴스는 전원 스위치 튜브의 피크 전압을 끄는 중요한 이유 중 하나입니다. 따라서 누설 인덕턴스를 제어하는 것이 고주파 변압기로 인한 EMI를 해결하는 주요 문제가 됩니다.
고주파 변압기의 누설 인덕턴스를 줄이기 위한 두 가지 진입점이 있습니다: 전기 설계 및 프로세스 설계!
(1) 누설 인덕턴스를 줄이기 위해 적합한 자기 코어를 선택하십시오. 누설 인덕턴스는 1차측 턴 수의 제곱에 비례하므로 턴 수를 줄이면 누설 인덕턴스가 크게 줄어듭니다.
(2) 권선 사이의 절연층을 줄입니다. 이제 두께가 20-100um이고 펄스 항복 전압이 수천 볼트인 "금막"이라는 절연층이 있습니다.
(3) 권선 사이의 결합을 높이고 누설 인덕턴스를 줄입니다.
5. 고주파 변압기 차폐
고주파 변압기의 누설 자기장이 주변 회로와 간섭하는 것을 방지하기 위해 차폐 테이프를 사용하여 고주파 변압기의 자기장 누설을 차폐할 수 있습니다. 차폐 테이프는 일반적으로 구리 호일로 만들어져 변압기 외부에 감겨져 접지됩니다. 차폐 테이프는 누설 필드에 대한 단락 링이므로 더 큰 범위에서 누설 필드의 누설을 억제합니다.
고주파 변압기의 경우 자기 코어와 권선 사이에 상대 변위가 발생하여 고주파 변압기 작동 시 소음(하울링, 진동)이 발생합니다. 이 노이즈를 방지하려면 변압기를 강화해야 합니다.
(1) 에폭시 수지를 사용하여 상대 변위 발생을 억제하기 위해 자기 코어(예: EE, EI 자기 코어)의 세 접촉면을 접착합니다.
(2) "유리 구슬"(유리 구슬) 접착제를 사용하여 자기 코어를 접착하면 효과가 더 좋습니다.
