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PD電源のEMC設計
2024-12-30
ふはあ

科学技術の発展と半導体材料の進歩に伴い、PD 電源は小型化、高周波、高出力化の方向に向かっており、EMI と EMS を含む EMC 設計はますます困難になっています。 RE、CE、高調波、フリッカー、EMS には ESD、EFT、サージ、RS、CS、DIP、PFM が含まれます。RE と CE では不確実性が高く、変数が多いため、この記事は主に時間がかかります。 RE および CE の実用的なデバッグ方法をいくつか紹介します。

CE はディファレンシャル モード ノイズとコモン モード ノイズに分けられます。ディファレンシャル モード ノイズの原因は、スイッチング電流が BUS コンデンサによってフィルタリングされた後、少量の残留電流がラインを介して入力ポートと LISN に伝達されることです。伝達図は次のとおりです。

ディファレンシャルモードノイズは主にフィルタによってフィルタリングされます。フィルタリング方法には LC フィルタリングと LC フィルタリングが含まれます。πタイプのフィルタでは、LC フィルタは通常、コモンモードインダクタの差動モード成分を使用し、サージ電流が小さく、コンデンサ温度が低くなります。π通常、BUS コンデンサの途中に差動モード インダクタを追加するタイプのフィルタは、フィルタ サイズが小さく、コストが低くなります。ただし、L の後ろにある BUS コンデンサは大きな電流ストレスと高温になります。

コモンモードノイズの発生源は主に、パワーデバイスが高周波で動作するときに発生する電圧過渡変化です。伝達図は次のとおりです。

1 つは Cps、Cse を通って 2 次側およびアースに流れ、もう 1 つは Cpe を通って直接アースに流れます。

コモンモードノイズ対策には主に以下のような方法があります。

  • 電源回路の一次側と二次側の間に Y コンデンサを追加して、コモンモード ノイズに対する低インピーダンス パスを提供します。
  • シールドされた巻線を変圧器に追加するか、巻線の可動点と静止点の位置を調整します。
  • 高周波帯域のノイズを抑制するには、入力または出力に小さなインダクタンスのコモンモードインダクタを追加します。
  • トランス巻線とスイッチング管の可動点が入力ラインから遠く離れている

RE は、空間電磁波を伝播するノイズであり、パワーデバイスの高周波オン・オフ動作に伴う電流や電圧の急激な変化が原因となり、主に次のような対策が考えられます。

  • 駆動抵抗を増やし、スイッチ管のターンオン速度を下げ、dv/dt と di/dt を減らし、ノイズ振幅を減らします。
  • パワーループとドライブループの面積を削減します。
  • 小さなインダクタンスのコモンモードインダクタを入力と出力に追加して、ラインを介したノイズ放射を低減します。
  • Y コンデンサは、トランスを流れるコモン モード電流をバイパスして差動モード電流に変換します。このループは放射線干渉の原因となるため、ループ面積はできるだけ小さくする必要があります。
  • メインスイッチのドレインは強力な干渉源であり、RCD がドレインに近づくほど、RCD の吸収によってこの干渉が弱まります。
  • シールドを追加します。シールドは、BUS コンデンサや出力コンデンサの GND などのノイズ静的点に接続する必要があることに注意してください。