자연의 분노 방출: 서지 생성기와 번개 공격의 힘 활용

I. 표준 서지 발생기 전자 장치의

전기 장비에 대한 국가 표준 서지 발생기 GB/T17626.5(국제 표준 IEC61000-4-5와 동일)입니다.

서지 발생기 SG61000 5

II. 낙뢰 서지 발생기에 대한 표준은 주로 간접낙뢰로 인한 다양한 상황을 시뮬레이션합니다.

(1) 외부선에 낙뢰가 발생하면 외부선이나 접지저항에 많은 양의 전류가 흘러서 간섭 전압.
(2) 간접낙뢰(예: 구름 사이 또는 구름 내 번개)는 외부 선로에 전압과 전류를 유도합니다.
(3) 언제 번개 물체 근처에는 강한 전자기장이 주변에 형성되어 외부 라인에 전압을 유도합니다.
(4) 낙뢰가 지면 근처에 떨어지면 접지 전류가 공공 접지 시스템을 통과할 때 간섭이 발생합니다.

III. 낙뢰 시뮬레이션 외에도 표준은 다음을 포함하여 변전소와 같은 경우에 스위치 동작으로 인한 간섭도 시뮬레이션합니다.

(1) 주전원 시스템의 스위치(예: 커패시터 그룹의 스위치)에 의해 발생하는 전압 간섭;
(2)간섭 전압 장치 근처의 작은 스위치가 점프하여 발생합니다.
(3) 공진선이 결합된 스위칭 장치;
(4) 단락 및 아크와 같은 다양한 계통적 결함;
표준에는 두 가지 다른 파형 발생기가 설명되어 있습니다. 하나는 전력선의 번개에 의해 유도된 파형이고 다른 하나는 통신 회선에서 유도된 파형입니다. 이 두 라인은 모두 차폐되어 있지만 라인의 임피던스는 다양합니다. 전력선의 번개에 의해 유도된 파형은 상대적으로 좁고(50uS) 앞쪽 가장자리는 더 날카롭습니다(1.2uS). 통신 회선에 유도된 파형은 상대적으로 넓지만 앞쪽 가장자리는 더 매끄러워집니다. 회로 분석에서는 주로 전력선의 낙뢰에 의해 유도되는 파형에 중점을 두고 통신선의 낙뢰 보호 기술을 간략하게 소개합니다.

공통 모드 서지 억제 회로 설계에서는 공통 모드와 차동 모드가 서로 독립적이라고 가정합니다. 그러나 공통 모드 초크가 상당한 차동 모드 인덕턴스를 제공할 수 있기 때문에 이 두 부분은 실제로는 독립적이지 않습니다. 이 차동 모드 인덕턴스는 별도의 차동 모드 인덕턴스로 시뮬레이션할 수 있습니다.

차동 모드 인덕턴스를 활용하려면 설계 과정에서 공통 모드와 차동 모드를 동시에 설계해서는 안 되며, 일정한 순서에 따라 설계해야 합니다. 먼저, 공통 모드 잡음을 측정하고 필터링해야 합니다. DMRN(Differential Mode Rejection Network)을 사용하면 차동 모드 구성 요소를 제거할 수 있으므로 공통 모드 잡음을 직접 측정할 수 있습니다. 공통 모드 필터가 차동 모드 잡음이 동시에 허용 범위를 초과하지 않도록 보장하는 것이라면 공통 모드 잡음과 차동 모드 잡음을 모두 측정해야 합니다. 공통 모드 성분은 잡음 허용 한계보다 낮은 것으로 알려져 있으므로 차동 모드 성분만이 한계를 초과하며 이는 공통 모드 필터의 차동 모드 누설 인덕턴스에 의해 감쇠될 수 있습니다. 저전력 전원 공급 시스템의 경우 공통 모드 초크의 차동 모드 인덕턴스는 차동 모드 방사 문제를 해결하는 데 충분합니다. 차동 모드 방사의 소스 임피던스가 작기 때문에 아주 적은 양의 인덕턴스만 유효하기 때문입니다.

4000Vp 미만의 서지 전압의 경우 일반적으로 필터링을 제한하고 평활화하기 위해 LC 회로만 사용되며 펄스 신호는 가능한 한 펄스 신호 평균 레벨의 2~3배로 감소됩니다. L50과 L1에는 2Hz의 전력전류가 흐르기 때문에 인덕턴스가 포화되기 쉽기 때문에 L1과 L2에는 누설 인덕턴스가 큰 공통 모드 인덕턴스를 사용하는 것이 일반적이다.

AC 및 DC에 사용되며 전원 EMI 필터, 스위치 전원 공급 장치에서 자주 볼 수 있지만 DC 측에서는 거의 볼 수 없으며 자동차 전자 장치에서 볼 수 있습니다. 평행선(2선 이상)의 공통 모드 간섭을 제거하기 위해 공통 모드 인덕턴스가 추가되었습니다. 회로의 임피던스 불균형으로 인해 공통 모드 간섭은 궁극적으로 차동 모드에 반영됩니다. 차동 모드 필터링 방법으로는 필터링이 어렵습니다.

IV. 공통 모드 인덕터는 어디에 사용해야 합니까?

번개 서지 발생기 공통 모드 간섭은 일반적으로 전자기 방사, 여기에 결합된 공간입니다. 그러면 AC이든 DC이든 장거리 전송이 가능하며 공통 모드 인덕턴스를 추가하기 위한 공통 모드 필터링이 포함됩니다. 예를 들어, 많은 USB 회선은 회선에 링을 추가합니다. 스위치 전원 입력, AC 전원은 장거리 전송이 필요하므로 추가가 필요합니다. 일반적으로 DC 측은 장거리 전송이 필요하지 않으며 추가할 필요도 없습니다. 공통 모드 간섭이 없으면 이를 추가하는 것은 낭비이며 회로에 이득이 없습니다. 전력 필터의 설계는 일반적으로 공통 모드와 차동 모드에서 볼 수 있습니다. 공통 모드 필터의 가장 중요한 부분은 공통 모드 초크 코일입니다. 차동 모드 초크 코일과 비교하여 공통 모드 초크 코일의 중요한 장점은 인덕턴스 값이 매우 높고 부피가 작다는 것입니다. 공통 모드 초크 코일을 설계할 때 고려해야 할 중요한 문제는 누설 인덕턴스, 즉 차동 모드 인덕턴스입니다. 일반적으로 누설 인덕턴스를 계산하는 방법은 공통 모드 인덕턴스의 1%라고 가정하는 것입니다. 실제로 누설 인덕턴스는 공통 모드 인덕턴스의 0.5%~4% 사이입니다. 최적 성능의 초크 코일을 설계할 때 이 오류의 영향을 무시할 수 없습니다.