EMI 테스트 수신기 측정의 세부 분석

1. 소개
현대 과학 기술의 급속한 발전으로 전자, 전력 전자 및 전기 장비가 점점 더 널리 사용됩니다. 작동 중에 생성되는 고밀도, 넓은 스펙트럼의 전자기 신호는 전체 공간을 채우고 복잡한 전자기 환경을 형성합니다. 복잡한 전자기 환경에서는 전자기 호환성이 더 높은 전자 장비 및 전원 공급 장치가 필요합니다. 따라서 억제하는 기술 전자기 간섭 더욱 많은 관심을 받았습니다. 접지, 차폐 및 필터링은 억제하는 세 가지 주요 조치입니다. 전자기 간섭. 다음은 주로 전원 공급 장치에 사용되는 EMI 필터, 기본 원리 및 올바른 적용 방법을 소개합니다.

2. 전원 공급 장치에서 노이즈 필터의 역할
220V/50Hz AC 전력망 또는 115V/400Hz AC 발전기와 같은 전자 장비의 전원 공급 장치에는 다양한 EMI 노이즈가 있으며 그 중 다양한 레이더, 내비게이션, 통신 및 기타 장비의 무선 방출과 같은 인공 EMI 간섭 소스가 있습니다. 유도할 신호 전자기 간섭 유도 부하 회로에서 과도 프로세스 및 방사 노이즈 간섭을 생성하는 전자 장비, 전기 회전 기계 및 점화 시스템의 전력선 및 연결 케이블에 대한 신호; 그리고 번개와 같은 우주의 방전 현상 및 천공-전기 간섭 잡음과 같은 자연 간섭원, 전자는 지속 시간이 짧지만 에너지가 크며, 후자는 주파수 범위가 넓습니다. 또한 전자 회로 구성 요소 자체도 작동할 때 열 노이즈를 생성합니다.

Bowman의 전자기 간섭 노이즈는 복사 및 전도 결합을 통해 이러한 환경에서 작동하는 다양한 전자 장치의 정상적인 작동에 영향을 줄 수 있습니다.

모든 종류의 규제된 전원 공급 장치 자체도 전자기 간섭. 선형 조정 전원 공급 장치에서 정류에 의해 형성된 단방향 맥동 전류도 다음을 유발할 수 있습니다. 전자기 간섭; 스위칭 전원 공급 장치는 소형 및 고효율의 장점이 있으며 현대 전자 장비에 점점 더 널리 사용되지만 스위칭 상태일 때 전력 변환에 사용되기 때문에 강력한 EMI 노이즈 소스, 그리고 그것이 생성하는 EMI 노이즈는 넓은 주파수 범위와 높은 강도를 가지고 있습니다. 이것들 전자기 간섭 노이즈는 또한 복사 및 전도를 통해 전자기 환경을 오염시켜 다른 전자 장치의 정상적인 작동에 영향을 미칩니다.

전자 장비의 경우 EMI 잡음은 아날로그 회로에 영향을 미치며 신호 전송의 신호 대 잡음비가 악화되며 심한 경우 전송되는 신호가 EMI 잡음에 압도되어 처리할 수 없게 됩니다. 언제 EMI 노이즈는 디지털 회로에 영향을 미치므로 논리 관계에 오류가 발생하여 잘못된 결과를 초래할 수 있습니다.

전원 공급 장치의 경우 전원 변환 회로 외에도 구동 회로, 제어 회로, 보호 회로, 입출력 레벨 감지 회로 등이 있으며 회로가 상당히 복잡합니다. 이들 회로는 주로 범용 또는 특수용 집적회로로 구성된다. 전자파 간섭으로 인해 오작동이 발생하면 전원 공급 장치가 작동을 멈추고 전자 장비가 정상적으로 작동하지 않습니다. 그리드 노이즈 필터는 외부로 인한 전원 공급 장치의 오작동을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 전자기 노이즈 간섭.

또한, 일부 EMI 전원 공급 장치 입력단에서 들어오는 노이즈는 전원 공급 장치의 출력단에 나타날 수 있으며 전원 공급 장치의 부하 회로에 유도 전압을 생성하여 회로가 오작동하거나 전송 신호를 간섭하는 이유가 됩니다. 회로에서. 이러한 문제는 노이즈 필터로도 방지할 수 있습니다.

LISUN EMI(전자기 간섭) 방사선 전도 또는 전도성 방출 테스트를 위한 EMI 수신기 시스템입니다. 그만큼 EMI-9KB EMI 수신기는 완전 폐쇄 구조와 강한 전기 전도성 소재로 제작되어 차폐 효과가 높습니다. 새로운 기술로 인해 EMI 테스트 시스템, 계측기 자체 EMI 문제를 해결했습니다. 테스트 결과는 국제 형식 테스트 보고서에 따릅니다. EMI 테스트 시스템 EMI-9KB 완전히 만나다 CISPR15:2018, CISPR16-1, GB17743, FCC, EN55015 과 EN55022.

전원 공급 장치에서 노이즈 필터의 역할은 다음과 같습니다.:
(1) 외부 전자기 노이즈가 전원 공급 장치 자체의 제어 회로의 작동을 방해하는 것을 방지합니다.
(2) 외부 전자기 노이즈가 전원 공급 장치의 부하 작업을 방해하는 것을 방지합니다.
(3) 억제 EMI 전원 공급 장치 자체에 의해 생성됨;
(4) 억제 EMI 다른 장비에 의해 생성되고 전원 공급 장치를 통해 전파됩니다.

스위칭 전원 공급 장치 자체가 작동하고 전자 장비가 스위칭 상태에 있을 때 전원 공급 장치의 입력단에 터미널 노이즈가 나타나 방사 및 전도 간섭이 발생하고 AC 전력망으로 들어가 간섭을 일으킬 것입니다. 따라서 이를 억제하기 위한 효과적인 조치를 취해야 합니다. . 전자기 차폐는 전자파에서 방출되는 간섭을 억제하는 가장 좋은 방법입니다. EMI 소음. EMI 노이즈의 전도 간섭을 억제하는 측면에서, EMI 필터는 매우 효과적인 수단이며 물론 좋은 접지 수단을 사용해야 합니다.

미국에는 FCC가 있고 독일에는 FTZ, VDE 및 기타 표준이 있는 등 세계 여러 국가에서 엄격한 전자기 노이즈 제한 규칙을 구현했습니다. 전자 장비가 소음 제한 규칙을 충족하지 않으면 제품을 판매 및 사용할 수 없습니다.

위와 같은 이유로 전원 공급 장치의 요구 사항을 충족하는 그리드 노이즈 필터를 설계하여 사용할 필요가 있습니다.

3. EMI 노이즈 및 필터의 유형
전원 공급 장치 입력 리드에는 두 가지 유형의 EMI 노이즈가 있습니다. 공통 모드 노이즈와 차동 모드 노이즈(그림 1 참조). AC 입력 리드와 접지 사이에 존재하는 EMI 노이즈를 공통 모드 노이즈라고 합니다. AC 입력 라인, 즉 그림 1의 V2, V1 전압에서 전송되는 동일한 전위, 동일한 위상의 간섭 신호로 볼 수 있습니다. AC 입력 리드 사이에 존재하는 EMI 노이즈를 차동 모드 노이즈라고 하며, 이것은 AC 입력 라인에서 전송되는 180°의 위상차, 즉 그림 3의 전압 V1을 갖는 간섭 신호로 간주될 수 있습니다. 공통 모드 노이즈는 AC 입력 라인에서 접지로 흐르는 간섭 전류이며, 차동 모드 노이즈는 AC 입력 라인 사이에 흐르는 간섭 전류입니다. 모든 전원 입력 라인의 전도 EMI 노이즈는 공통 모드와 차동 모드 노이즈로 나타낼 수 있으며, 이 두 가지 EMI 노이즈는 독립적인 EMI 소스로 취급되어 별도로 억제될 수 있습니다.

전자파 간섭 노이즈를 억제하기 위한 조치를 취할 때 주요 고려 사항은 공통 모드 노이즈가 전체 주파수 영역, 특히 고주파 영역에서 대부분을 차지하고 차동 모드 노이즈가 큰 부분을 차지하기 때문에 공통 모드 노이즈를 억제하는 것입니다. 저주파 영역에서는 다음을 기반으로 해야 합니다. EMI 노이즈의 이러한 특성은 적절한 EMI 필터를 선택하는 데 사용됩니다.

전원 공급 장치용 노이즈 필터는 모양에 따라 통합형과 이산형으로 나눌 수 있습니다. 통합형은 인덕터 코일, 커패시터 등을 금속 또는 플라스틱 쉘에 캡슐화하는 것입니다. 이산형은 기판에 인덕터 코일, 콘덴서 등을 설치하여 노이즈 억제 필터를 형성하는 방식입니다. 사용할 형태는 비용, 특성, 설치 공간 등에 따라 다릅니다. 통합형은 비용이 높고 특성이 좋으며 설치가 유연합니다. 이산형은 비용이 저렴하지만 차폐가 좋지 않아 인쇄판에 자유롭게 분포할 수 있다.

4. 노이즈 필터의 기본 구조
전원 공급 장치 EMI 노이즈 필터는 수동 저역 통과 필터로 교류를 감쇠 없이 전원 공급 장치에 전송하고 교류와 함께 유입되는 EMI 노이즈를 크게 감쇠합니다. AC 그리드에 들어가 다른 전자 장비를 방해합니다.

단상 AC 그리드 노이즈 필터의 기본 구조는 그림 2에 나와 있습니다. 중앙 집중식 매개변수 구성 요소로 구성된 1단자 수동 네트워크입니다. 사용된 주요 구성 요소는 공통 모드 인덕터 코일 L2, L3, 차동 모드 인덕터 L4, L1, 공통 모드 커패시터 CY2, CY1 및 차동 모드 커패시터 CX입니다. 이 필터 네트워크가 전원 공급 장치의 입력 끝에 배치되면 L1 및 CY2 및 L2 및 CY1가 각각 AC 입력 라인의 두 쌍의 독립 포트 사이에 저역 통과 필터를 형성하여 기존의 공통 모드 간섭을 감쇠할 수 있습니다. AC 들어오는 라인. 노이즈, 전원 공급 장치에 들어가는 것을 방지합니다. 공통 모드 인덕턴스 코일은 AC 입력 라인의 공통 모드 노이즈를 감쇠하는 데 사용됩니다. L2과 LXNUMX는 일반적으로 폐쇄 자기 회로의 페라이트 코어에 같은 방향으로 같은 수로 감습니다. 두 코일의 교류 전류에 의해 생성된 자속이 서로 상쇄되어 자기 코어가 자속을 포화시키지 않고 두 코일의 인덕턴스 값이 더 커지고 공통 모드 상태에서 변경되지 않습니다.

차동 모드 인덕턴스 코일 L3, L4 및 차동 모드 커패시터 CX는 AC 입력 라인의 독립 포트 사이에 저역 통과 필터를 형성하여 AC 입력 라인의 차동 모드 간섭 노이즈를 억제하고 전원 공급을 방지합니다. 장비가 간섭을 받지 않도록 합니다.

그림 2에 표시된 전원 공급 장치 노이즈 필터는 양방향 제거 기능이 있는 수동 네트워크입니다. AC 전원 그리드와 전원 공급 장치 사이에 삽입하는 것은 둘의 EMI 노이즈 사이에 차단 장벽을 추가하는 것과 같습니다. 이러한 단순한 패시브 필터는 양방향 노이즈 억제 역할을 하므로 다양한 전자 장비에 사용할 수 있습니다. 널리 사용되었습니다.

5. 노이즈 필터의 주요 설계 원리
공통 모드 인덕턴스 코일에 사용되는 자기 코어는 토로이달, E자형 및 U자형입니다. 재료는 일반적으로 페라이트입니다. 토로이달 코어는 대전류 및 작은 인덕턴스에 적합합니다. 자기 회로가 E 자형 및 U 자형보다 길고 틈이 없습니다. , 더 적은 권선으로 더 큰 인덕턴스를 얻을 수 있으며 이러한 특성으로 인해 더 나은 주파수 특성을 갖습니다. E 자형 자기 코어의 코일 누설 자속이 작기 때문에 인덕턴스의 누설 자속이 다른 회로에 영향을 줄 수 있거나 다른 회로가 공통 모드 인덕턴스와 자기 결합을하고 필요한 노이즈 감쇠 효과를 얻을 수 없을 때 E자형 자기 코어를 고려해야 합니다. 공통 모드 인덕턴스.

차동 모드 인덕턴스 코일은 일반적으로 금속 분말 프레스 자기 코어를 사용합니다. 분말 프레스 자기 코어의 저주파 범위(수십 kHz에서 수 MHz)로 인해 DC 중첩 특성이 양호하고 고전류 애플리케이션에서 인덕턴스가 크게 떨어지지 않습니다. 차동 모드 인덕터에 가장 적합합니다.

그림 2에서 전원 공급 장치 노이즈 필터는 CX, CY1 및 CY2의 두 가지 종류의 커패시터를 사용합니다. 필터에 다른 기능이 있고 다른 안전 수준 요구 사항이 있으므로 성능 매개 변수는 필터의 안전 성능과 직접적인 관련이 있습니다.

차동 모드 커패시터(CX)는 AC 입력 라인의 양단에 연결된다. 정격 AC 전압 외에 AC 입력 라인 사이에 존재하는 다양한 EMI 피크 전압도 중첩됩니다. 따라서 커패시터의 내전압 및 과도 피크 전압의 성능 요구 사항은 비교적 높으며 동시에 커패시터가 고장난 후 후속 회로 및 개인 안전이 위험에 처하지 않아야합니다. CX 커패시터의 안전 수준은 X1 및 X2의 두 가지 범주로 나뉩니다. X1 유형은 일반적인 경우에 적합하고 X2 유형은 높은 노이즈 피크 전압이 발생하는 응용 분야에 적합합니다.

공통 모드 커패시터 CY는 AC 입력 라인과 섀시 접지 사이에 연결됩니다. 전기 및 기계적 특성 측면에서 충분한 안전 여유가 필요합니다. 고장 및 합선의 경우 장비 섀시가 위험합니다. 장비의 절연 또는 접지 보호가 실패하면 작업자가 감전을 당하거나 인명을 위험에 빠뜨릴 수 있습니다. 따라서 정격 주파수의 전압에서 누설 전류가 안전 사양 값 이하가 되도록 CY 커패시터의 용량을 제한해야 합니다. 또한 충분한 내전압과 과도 피크 전압 마진이 있어야 하며, 전압 파괴 시 장비 케이싱이 충전되지 않도록 개방 회로 상태여야 합니다.

요약하자면, 그리드 노이즈 필터를 설계하고 선택할 때 사용되는 인덕터와 커패시터는 고전압, 고전류 및 가혹한 전자기 간섭 환경에서 작동하기 때문에 안전 성능을 먼저 고려해야 합니다. 인덕턴스 코일의 경우 자기 코어, 권선 재료, 절연 재료 및 절연 거리, 코일 온도 상승 등에 주의해야 합니다. 콘덴서의 경우 정전용량의 종류, 내전압, 안전등급, 용량, 누설전류 등을 우선적으로 고려하여야 하며, 특히 국제안전기관의 안전인증을 통과한 제품을 선정하여야 합니다.

4) 요약하자면 전원 노이즈 필터를 사용할 때 다음 사항에 주의해야 합니다.
ㅏ. 필터는 장비의 AC 입구에 가능한 한 가깝게 설치해야 하며 필터가 없는 AC 입력 라인은 장비에서 가능한 한 짧아야 합니다.
비. 필터의 커패시터 리드는 리드 유도성 및 용량성 리액턴스가 낮은 주파수에서 공진하는 것을 방지하기 위해 가능한 한 짧아야 합니다.
씨. 필터의 접지선에는 큰 전류가 흐르고 있어 전자기 복사가 발생합니다. 필터는 잘 차폐되고 접지되어야 합니다.
디. 필터의 입력 라인과 출력 라인은 함께 묶을 수 없습니다. 배선시에는 이들 사이의 커플링을 줄이기 위해 이들 사이의 거리를 증가시키도록 노력하십시오. 칸막이 또는 차폐층이 추가될 수 있습니다.

6. 결론
디자인과 선택 전자기 간섭 필터는 주로 잡음 간섭 특성과 시스템 전자기 호환성의 요구 사항을 기반으로 하며, 주파수 범위에 대한 이해를 기반으로 합니다. 전자기 간섭 및 간섭의 대략적인 크기를 추정하는 단계를 포함합니다. 우선 필터의 사용환경(사용전압, 부하전류, 주위온도 및 습도, 진동충격, 설치방법 및 위치 등)을 이해하고, 필터의 안전성능 파라미터에 중점을 둘 필요가 있다. 장비 및 개인 안전 관련. 또한 필터가 EMI 노이즈를 가장 잘 억제하도록 합니다. 필터의 네트워크 구조와 매개변수는 액세스 회로의 요구 사항과 가장 큰 임피던스 불일치를 생성하는 원리에 따라 선택해야 합니다. 최적의 전자기 노이즈 감쇠 특성을 위해 필터는 전자 장비에 적절하게 장착되어야 합니다.

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