Eenergy Storage DCDC Converter의 공급 업체 로서이 장치가 현대 에너지 저장 시스템에서 수행하는 중요한 역할을 이해합니다. 전자기 간섭 (EMI)은 DCDC 컨버터에서 일반적인 도전으로, 컨버터 자체 및 기타 전자 장치의 성능을 저하시킬 수 있습니다. 이 블로그 게시물에서는 EMI의 Energy Storage DCDC 변환기를 줄이기위한 효과적인 전략을 공유 할 것입니다.
에너지 저장 DCDC 변환기의 EMI 이해
DCDC 변환기의 EMI는 주로 높은 주파수 스위칭 작동에 의해 발생합니다. DCDC 컨버터의 전원 스위치가 빠르게 켜지고 끄면 가파른 전류 및 전압 과도를 생성합니다. 이 과도에는 광범위한 주파수가 포함되어 있으며, 그 중 일부는 주변 환경으로 방출하거나 전도성 경로를 통해 다른 회로로 연결하여 간섭을 유발할 수 있습니다.
EMI에는 두 가지 주요 유형이 있습니다 : EMI와 방사선 EMI. 실시 된 EMI는 전력선과 신호 라인을 따라 이동하는 반면, 방사 된 EMI는 전자기파로 공기로 방출됩니다. 두 유형 모두 에너지 저장 시스템 및 기타 전자 장비의 성능에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다.
수행 된 EMI를 줄이기위한 전략
필터 디자인
수행 된 EMI를 줄이는 가장 효과적인 방법 중 하나는 필터를 사용하는 것입니다. 우물 - 설계된 필터는 DCDC 변환기에 의해 생성 된 노이즈의 높은 주파수 구성 요소를 감쇠시킬 수 있습니다.
입력 필터: 입력 필터는 DCDC 변환기의 입력에 배치됩니다. 일반적으로 인덕터와 커패시터로 구성됩니다. 인덕터는 높은 주파수 전류를 차단하는 반면, 커패시터는 높은 주파수 노이즈를 접지 할 수있는 낮은 임피던스 경로를 제공합니다. 예를 들어, 공통 - 모드 초크는 공통 - 모드 노이즈를 억제하는 데 사용될 수 있으며, 이는 동일한 단계로 두 전원 라인에 나타나는 노이즈입니다. 입력 필터에서 인덕터 및 커패시터의 값은 DCDC 변환기의 작동 주파수 및 원하는 감쇠 레벨에 따라 신중하게 선택해야합니다.
출력 필터: 입력 필터와 유사하게 DCDC 변환기의 출력에서 출력 필터가 사용됩니다. 출력 전압을 부드럽게하고 하중으로 전송할 수있는 높은 주파수 노이즈를 줄입니다. 출력 필터는 또한 출력 전압의 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 에너지 저장 응용 분야의 경우, 낮은 패스 필터는 종종 출력 전압의 DC 구성 요소가 통과하는 동안 높은 주파수 노이즈를 차단할 수 있도록 사용됩니다.
접지 및 레이아웃
적절한 접지 및 PCB 레이아웃은 수행 된 EMI를 줄이기 위해 중요합니다.
접지: 우수한 접지 시스템은 높은 주파수 노이즈가 소스로 다시 흐르기위한 낮은 임피던스 경로를 제공합니다. DCDC 컨버터에서 전원과 신호 회로 사이의 커플 링을 피하기 위해 전력 접지 및 신호 접지를 분리해야합니다. PCB의 접지 평면은 지상 임피던스를 줄이기 위해 가능한 한 커야합니다. 또한, 다른 구성 요소의 접지 지점은 지상 루프를 방지하기 위해 신중하게 연결되어 있어야 추가 EMI를 생성 할 수 있습니다.
PCB 레이아웃: PCB의 레이아웃은 DCDC 변환기의 EMI 성능에 크게 영향을 줄 수 있습니다. 인덕턴스와 저항을 줄이기 위해 전력 추적은 짧고 넓게 유지되어야합니다. 전원 스위치 및 출력 커패시터와 같은 높은 주파수 구성 요소는 루프 영역을 최소화하기 위해 서로 가까이 배치해야합니다. 이를 통해 방사선 EMI의 주요 원인 인 높은 주파수 전류 루프에 의해 생성 된 자기장을 줄이는 데 도움이됩니다.
방사 된 EMI를 줄이기위한 전략
차폐
차폐는 방사선 EMI를 줄이는 효과적인 방법입니다. 방패는 DCDC 컨버터를 동봉하고 전자기파가 주변 환경으로 빠져 나오지 않도록하는 데 사용될 수 있습니다.
금속 인클로저: 금속 인클로저는 방패 역할을 할 수 있습니다. 유도 된 전류에 대한 낮은 임피던스 경로를 제공하기 위해 적절하게 접지되어야합니다. 금속 인클로저는 알루미늄 또는 강철과 같은 재료로 만들 수 있습니다. 그러나 인클로저는 DCDC 변환기의 과열을 방지하기 위해 적절한 환기를 허용하도록 설계되어야합니다.
차폐 테이프와 개스킷: 차폐 테이프를 사용하여 인클로저의 이음새와 개구부를 덮기 위해 차폐 효과를 향상시킬 수 있습니다. 개스킷은 또한 인클로저의 다른 부분 사이의 전기 접촉을 잘 보장하는 데 사용될 수 있습니다.
전환 주파수 최적화
DCDC 변환기의 스위칭 주파수는 방사 된 EMI에 큰 영향을 미칩니다. 스위칭 주파수가 높을수록 일반적으로 더 높은 주파수 노이즈 구성 요소가 발생하여 방출 될 가능성이 높습니다.
주파수 변조: 스위칭 주파수를 조절하면 높은 주파수 노이즈의 에너지가 더 넓은 주파수 범위에 걸쳐 확산 될 수 있습니다. 이것은 방사 된 EMI의 피크 진폭을 감소시킵니다. 예를 들어, 스위칭 주파수가 특정 범위 내에서 무작위로 변하는 임의 주파수 변조 기술을 사용할 수 있습니다. 이로 인해 방사 된 EMI가 다른 전자 장치를 방해하기가 더 어려워집니다.
구성 요소 선택
DCDC 변환기에서 구성 요소를 선택하면 EMI 성능에도 영향을 줄 수 있습니다.
전원 스위치
MOSFET 또는 IGBT와 같은 전원 스위치는 DCDC 컨버터에서 높은 주파수 노이즈의 주요 소스입니다. 스위칭 손실이 낮고 빠른 스위칭 시간으로 전원 스위치를 선택하면 높은 주파수 노이즈가 줄어들 수 있습니다. 또한 일부 전원 스위치는 소프트 스위칭 기술 사용과 같은 EMI를 줄이기위한 기능으로 구축되었습니다.
커패시터
커패시터는 DCDC 변환기의 입력 및 출력 필터에 사용됩니다. 커패시터의 유형과 값은 EMI 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 세라믹 커패시터는 종종 동등한 직렬 저항 (ESR) 및 높은 주파수 특성으로 인해 높은 주파수 필터링에 사용됩니다. 그러나, 커패시턴스 값은 회로에서 불안정성을 유발하지 않고 원하는 필터링 효과를 제공하도록 신중하게 선택해야합니다.
결론
에너지 저장 EMI를 줄이는 것은 복잡하지만 필수적인 작업입니다. 필터 설계, 적절한 접지 및 레이아웃, 차폐, 주파수 최적화 및 신중한 구성 요소 선택과 같은 효과적인 전략을 구현함으로써 수행 된 EMI 및 방사 된 EMI를 크게 줄일 수 있습니다.
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참조
- Mohan, N., Undeland, TM 및 Robbins, WP (2002). 전력 전자 장치 : 컨버터, 응용 프로그램 및 설계. 와일리.
- OTT, HW (2009). 전자 시스템의 노이즈 감소 기술. 와일리 - 비교.