전원 공급 장치로 인한 전자파 적합성 이유
고전압 및 고전류 스위칭 조건에서 작동하는 24V 스위칭 전원 공급 장치로 인해 발생하는 전자기 호환성 문제의 원인은 매우 복잡합니다. 전체 기계의 전자기 호환성 측면에서 보면 공통 임피던스 결합, 라인 간 결합, 전기장 결합, 자기장 결합 및 전자기파 결합 등 주로 여러 유형이 있습니다. 전자기 호환성을 생성하는 세 가지 요소는 교란 소스, 전파 경로 및 교란 대상입니다. 공통 저항 결합은 주로 방해원과 방해받는 물체 사이의 공통 임피던스를 전기적으로 말하며, 이를 통해 방해 신호가 방해받는 물체에 들어갑니다. 라인투라인 결합은 주로 병렬 배선으로 인해 스크래치 전압과 스크래치 전류가 발생하는 전선이나 PCB 배선 사이의 상호 결합을 말합니다.
전기장 결합은 주로 전위차의 존재로 인해 발생하며, 그 결과 방해받는 신체에 유도된 전기장이 결합됩니다. 자기장 결합은 주로 고전류 펄스 전력선 근처에서 생성된 저주파 자기장이 방해 대상에 결합되는 것을 의미합니다. 전자기장 결합은 주로 전압이나 전류의 맥동에 의해 생성된 고주파 전자기파에 의해 발생하며, 이는 공간을 통해 외부로 방사되어 해당 방해 대상체를 결합합니다. 실제로 각 결합 방법은 초점이 다를 뿐 엄밀히 구분할 수는 없습니다.
24V 스위칭 전원 공급 장치에서 주 전원 스위치는 고전압에서 고주파 스위칭 모드로 작동합니다. 스위칭 전압과 전류는 구형파에 가깝습니다. 스펙트럼 분석을 통해 구형파 신호에는 구형파 주파수의 1000배가 넘는 주파수 스펙트럼에 도달할 수 있는 풍부한 고차 고조파가 포함되어 있는 것으로 알려져 있습니다. 동시에, 전력 변압기의 누설 인덕턴스 및 분산 커패시턴스뿐만 아니라 주 전원 스위치 장치의 비이상적인 작동 상태로 인해 고주파수 및 고전압 피크 고조파 발진이 종종 고주파수에서 생성됩니다. 켜져 있거나 꺼져 있습니다. 이 고조파 진동에 의해 생성된 고차 고조파는 스위치 튜브와 방열판 사이의 분산 용량을 통해 내부 회로로 전달되거나 방열판과 변압기를 통해 공간으로 방사됩니다.
정류 및 연속 전류 다이오드에 사용되며 고주파 장애를 발생시키는 중요한 원인이기도 합니다. 고주파 스위칭 모드에서 작동하는 정류기 및 프리휠링 다이오드로 인해 다이오드 리드에 기생 인덕턴스 및 접합 용량이 존재하고 역회복 전류의 영향으로 인해 높은 전압 및 전류 변화율로 작동하게 됩니다. 고주파 진동을 생성합니다. 정류기 및 프리휠링 다이오드는 일반적으로 전원 출력 라인에 가깝기 때문에 이들에 의해 생성된 고주파 방해는 DC 출력 라인을 통해 전달될 가능성이 가장 높습니다.
24V 스위칭 전원 공급 장치의 역률을 개선하기 위해 능동형 역률 보상 회로가 사용됩니다. 동시에 회로의 효율성과 신뢰성을 향상시키고 전력 장치의 전기적 스트레스를 줄이기 위해 많은 소프트 스위칭 기술이 채택되었습니다. 그 중에서 영전압, 영전류, 영전류 스위칭 기술이 가장 널리 사용되고 있다. 이 기술은 스위칭 장치에서 발생하는 전자기 간섭을 크게 줄입니다. 그러나 소프트 스위칭 무손실 흡수 회로는 단방향 에너지 변환을 달성하기 위해 다이오드의 단방향 전도성을 활용하여 에너지 전달을 위해 대부분 L 및 C를 사용합니다. 따라서 이 공진 회로의 다이오드는 전자기 교란의 주요 원인이 됩니다.
24V 스위칭 전원 공급 장치에서 에너지 저장 인덕터 및 커패시터는 일반적으로 L 및 C 필터링 회로를 형성하여 차동 및 공통 모드 교란 신호를 필터링하고 AC 구형파 신호를 부드러운 DC 신호로 변환하는 데 사용됩니다. 인덕턴스 코일의 분산 커패시턴스로 인해 인덕턴스 코일의 자기 공진 주파수가 감소하여 인덕턴스 코일을 통과하는 수많은 고주파 교란 신호가 AC 전력선 또는 DC 출력선을 따라 바깥쪽으로 전파됩니다. 교란 신호의 주파수가 증가함에 따라 리드 인덕턴스의 영향으로 필터 커패시터의 커패시턴스와 필터링 효과가 계속 감소하여 커패시터의 기능을 완전히 상실하고 공진 주파수 이상에서 유도성이 됩니다. 필터 커패시터를 부적절하게 사용하거나 리드를 지나치게 길게 사용하는 것도 전자기 간섭의 원인이 됩니다.
MCU 마이크로프로세서가 장착된 24V 스위칭 전원 공급 장치의 높은 전력 밀도와 높은 수준의 지능으로 인해 전압 신호 범위는 높음에서 거의 킬로볼트, 낮음에서 수 볼트까지입니다. 고주파수 디지털 신호부터 저주파 아날로그 신호까지 전원 공급 장치 내부의 필드 분포는 매우 복잡합니다. 불합리한 PCB 배선, 불합리한 구조 설계, 불합리한 전원선 입력 필터링, 불합리한 입출력 전원선 배선, CPU 및 감지 회로의 불합리한 설계는 모두 시스템 작동을 불안정하게 하거나 정전기 방전, 전기 등 전자기장에 대한 내성을 저하시킬 수 있습니다. 빠른 과도 펄스 그룹, 낙뢰, 서지, 전도성 교란, 방사 교란 및 방사 전자기장.
