스위칭 전원 공급 장치의 전자기 호환성 소개
고전압 및 고전류 스위칭 조건에서 작동하는 스위칭 전원 공급 장치로 인해 발생하는 전자기 호환성 문제의 원인은 매우 복잡합니다. 전체 기계의 전자기 특성 측면에서 보면 공통 임피던스 결합, 라인 간 결합, 전기장 결합, 자기장 결합 및 전자기파 결합 등 주로 여러 유형이 있습니다. 공통 임피던스 결합은 주로 방해원과 방해받는 물체 사이의 공통 임피던스를 전기적으로 말하며, 이를 통해 방해 신호가 방해받는 물체에 들어갑니다. 선간 결합은 주로 병렬 배선으로 인해 외란 전압 및 전류가 발생하는 전선 또는 PCB 배선 사이의 상호 결합을 의미합니다. 전기장 결합은 주로 방해받는 신체에 유도된 전기장 결합을 생성하는 전위차의 존재로 인해 발생합니다. 자기장 결합은 주로 대전류 펄스 전력선 근처에서 생성된 저주파 자기장이 교란 물체에 결합되는 것을 의미합니다. 전자기장 결합은 주로 공간을 통해 외부로 방사되는 맥동 전압 또는 전류에 의해 생성된 고주파 전자기파로 인해 해당 방해 물체와 결합됩니다. 실제로 각 결합 방법은 초점이 다를 뿐 엄밀히 구분할 수는 없습니다.
스위칭 전원장치에서 주전원 스위치는 고전압에서 고주파 스위칭 모드로 동작하며, 스위칭 전압과 전류는 구형파에 가깝다. 스펙트럼 분석을 통해 구형파 신호에는 풍부한 고차 고조파가 포함되어 있는 것으로 알려져 있습니다. 이 고차 고조파의 스펙트럼은 구형파 주파수의 1000배 이상에 도달할 수 있습니다. 동시에 전원 변압기의 누설 인덕턴스 및 분산 커패시턴스와 주 전원 스위치 장치의 비이상적인 작동 상태로 인해 전원을 켜거나 끌 때 고주파 및 고전압 피크 고조파 진동이 종종 생성됩니다. 고주파에서 꺼집니다. 이 고조파 진동에 의해 생성된 고차 고조파는 스위치 튜브와 방열판 사이의 분산 용량을 통해 내부 회로로 전달되거나 방열판과 변압기를 통해 공간으로 방사됩니다. 정류 및 연속에 사용되는 스위칭 다이오드도 고주파 방해의 중요한 원인입니다. 정류기 및 환류 다이오드의 고주파 스위칭 상태로 인해 다이오드 리드에 기생 인덕턴스와 접합 용량이 존재하고 역회복 전류의 영향으로 인해 높은 전압 및 전류 변화율에서 작동하게 되며, 고주파 진동을 생성합니다. 정류기 및 환류 다이오드는 일반적으로 전원 출력 라인에 가깝고, 이들에 의해 생성된 고주파 방해는 DC 출력 라인을 통해 전달될 가능성이 가장 높습니다. 역률을 개선하기 위해 스위칭 전원 공급 장치는 능동형 역률 보정 회로를 채택합니다. 동시에 회로의 효율성과 신뢰성을 향상시키고 전력 장치의 전기적 스트레스를 줄이기 위해 많은 소프트 스위칭 기술이 채택되었습니다. 그 중에서 영전압, 영전류, 영전압/영전류 스위칭 기술이 가장 널리 사용되고 있다. 이 기술은 스위칭 장치에서 발생하는 전자기 간섭을 크게 줄입니다. 그러나 대부분의 소프트 스위치 무손실 흡수 회로는 단방향 에너지 변환을 달성하기 위해 다이오드의 단방향 전도성을 활용하여 에너지 전달을 위해 L 및 C를 사용합니다. 따라서 이 공진 회로의 다이오드는 전자기 교란의 주요 원인이 됩니다.
스위칭 전원 공급 장치는 일반적으로 에너지 저장 인덕터와 커패시터를 사용하여 L 및 C 필터링 회로를 형성하고 차동 및 공통 모드 방해 신호를 필터링합니다. 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. 필터 커패시터에서 교란 신호의 주파수가 증가함에 따라 리드 인덕턴스의 영향으로 커패시턴스와 필터링 효과가 지속적으로 감소하고 심지어 커패시터 매개변수의 변화도 발생하는데, 이는 전자기 간섭의 원인이기도 합니다.
