가변 주파수 전원 공급 장치의 공급 업체로서, 높은 소음 수준이 장비의 성능과 전체 사용자 경험 모두에 영향을 줄 수 있다는 문제를 직접 목격했습니다. 이 블로그 게시물에서는 수년간의 업계 경험을 바탕으로 가변 주파수 전원 공급 장치의 노이즈를 줄이는 방법에 대한 실용적인 전략을 공유하겠습니다.
가변 주파수 전원 공급 장치의 노이즈 소스 이해
솔루션에 뛰어 들기 전에 가변 주파수 전원 공급 장치의 노이즈가 어디에서 나오는지 이해해야합니다. 몇 가지 잠재적 인 출처가 있습니다.
- 스위칭 소음: 가변 주파수 전원 공급 장치는 고속 스위칭 장치를 사용하여 전력을 변환합니다. 이 장치의 빠른 전환은 높은 주파수 노이즈를 생성 할 수 있습니다.
- 자기 소음: 전원 공급 장치의 변압기와 인덕터는 교대 자기장으로 인한 자기 코어의 진동으로 인해 자기 노이즈를 생성 할 수 있습니다.
- 냉각 팬 소음: 많은 가변 주파수 전원 공급 장치에는 열을 소비하기 위해 냉각 팬이 장착되어 있습니다. 팬 블레이드의 회전은 공기 흐름 노이즈를 생성 할 수 있습니다.
스위칭 노이즈를 줄이기위한 전략
스위칭 노이즈는 가변 주파수 전원 공급 장치에서 가장 일반적인 노이즈 소스 중 하나입니다. 다음은 다음과 같은 효과적인 방법입니다.
1. 고품질 구성 요소를 사용하십시오
MOSFET 또는 IGBTS와 같은 스위칭 장치의 품질은 스위칭 노이즈 수준에 크게 영향을 줄 수 있습니다. 고품질 구성 요소는 일반적으로 더 나은 스위칭 특성을 가지므로 전압의 선명도와 전류 전환을 줄이고 노이즈를 낮출 수 있습니다. 예를 들어, 일부 고급 MOSFET은 낮은 기생 커패시턴스와 저항으로 설계되어 종종 전환 노이즈에 기여하는 울림과 오버 슈트를 최소화 할 수 있습니다.
2. Snubber 회로를 구현하십시오
Snubber 회로는 스위칭 공정에서 발생하는 전압 스파이크 및 울림을 억제하는 데 사용됩니다. 전형적인 Snubber 회로는 저항 및 직렬로 연결된 커패시터로 구성되거나 스위칭 장치와 평행합니다. 커패시터는 회로의 기생 인덕턴스에 저장된 에너지를 흡수하는 반면, 저항은 제어 된 방식 으로이 에너지를 소산시킨다. 전압 스파이크 및 울림을 줄임으로써 스 너버 회로는 스위칭 노이즈를 효과적으로 줄일 수 있습니다.
3. PCB 레이아웃을 최적화하십시오
PCB (Printed Circuit Board)의 레이아웃은 또한 스위칭 노이즈에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 노이즈를 최소화하려면 다음 레이아웃 가이드 라인을 따라야합니다.
- 루프 영역을 작게 유지하십시오: 전원 공급 장치의 전류 루프는 가능한 한 작아야합니다. 이렇게하면 회로의 다른 부분 사이의 자기 커플 링을 줄이고 전환 전류에 의해 생성 된 전자기 간섭 (EMI)을 최소화 할 수 있습니다.
- 전원 및 신호 추적을 분리하십시오: 파워 트레이스는 높은 전류 및 높은 전압 신호를 전달하는 반면 신호 추적은 낮은 레벨 제어 신호를 운반합니다. 이 두 가지 유형의 추적을 분리하면 제어 신호와의 전원 신호의 간섭을 방지 할 수 있습니다.
- 지상 비행기를 사용하십시오: 연속 접지 평면은 전류에 대한 낮은 임피던스 리턴 경로를 제공하고 접지 바운스와 EMI를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
자기 노이즈 감소
자기 노이즈는 주로 변압기 및 인덕터에서 자기 코어의 진동으로 인해 발생합니다. 다음은이를 줄이는 몇 가지 방법입니다.
1. 낮은 노이즈 자기 코어를 선택하십시오
페라이트와 같은 일부 자기 코어 재료는 자기 손실이 낮으며 다른 재료에 비해 소음이 적을 수 있습니다. 변압기와 인덕터를 선택할 때는 노이즈 마그네틱 코어가 낮은 것을 선택하는 것이 좋습니다.
2. 자기 성분을 올바르게 장착하십시오
변압기와 인덕터가 장착되는 방식은 자기 노이즈에도 영향을 줄 수 있습니다. 진동을 방지하려면 PCB 또는 섀시에 단단히 고정해야합니다. 또한, 자성 성분과 장착 표면 사이의 고무 패드와 같은 댐핑 재료 진동을 사용하면 노이즈 전송이 더욱 줄어들 수 있습니다.
3. 자기 회로 설계를 최적화하십시오
자기 회로의 설계는 자기 플럭스 밀도와 코어에 작용하는 자기 력을 줄이기 위해 최적화 될 수 있습니다. 예를 들어, 코어의 교차 - 단면 영역을 증가 시키면 자기 플럭스 밀도가 줄어들어 노이즈를 낮출 수 있습니다.
냉각 팬 노이즈 감소
안전한 작동 온도를 유지하려면 많은 가변 주파수 전원 공급 장치에 냉각 팬이 필요합니다. 그러나 그들은 또한 중요한 소음의 원천이 될 수 있습니다. 팬 소음을 줄이는 몇 가지 방법은 다음과 같습니다.
1. 저음 팬을 선택하십시오
시장에는 많은 저음 팬이 있습니다. 이 팬들은 공기 흐름 소음을 줄이기 위해 특수 블레이드 모양과 모터 기술로 설계되었습니다. 팬을 선택할 때는 팬 크기, 속도 및 공기 흐름 속도와 같은 요소를 고려하여 소음을 최소화하면서 충분한 냉각을 제공 할 수 있습니다.
2. 팬 속도를 제어하십시오
일정한 고속으로 팬을 실행하는 대신 전원 공급 장치의 온도에 따라 팬 속도를 제어하는 것이 좋습니다. 이는 온도 제어 팬 컨트롤러를 사용하여 달성 할 수 있습니다. 온도가 낮 으면 팬 속도가 줄어들어 노이즈를 크게 줄일 수 있습니다.
3. 팬 설치 최적화
팬 설치는 또한 노이즈 레벨에 영향을 줄 수 있습니다. 팬은 부드러운 공기 흐름을 허용하고 난기류를 최소화하는 방식으로 설치해야합니다. 또한, 팬은 효율적인 냉각을 보장하기 위해 공기 흡입 및 배기 벤트와 올바르게 정렬되어야합니다.
추가 고려 사항
위의 전략 외에도 가변 주파수 전원 공급 장치의 노이즈를 줄이려고 할 때 고려해야 할 다른 요소가 있습니다.
1. EMI 필터링
EMI 필터를 전원 공급 장치의 입력 및 출력에 추가하여 높은 주파수 노이즈를 억제하고 전원 공급 장치에 들어가거나 떠나지 않도록 할 수 있습니다. EMI 필터는 일반적으로 특정 구성에 연결된 인덕터 및 커패시터로 구성되어 높은 주파수 노이즈에 높은 임피던스를 제공하면서 낮은 주파수 전원 신호를 통과 할 수 있습니다.
2. 차폐
차폐는 외부 전자기 간섭으로부터 전원 공급 장치를 보호하고 전원 공급 장치에 의해 생성 된 노이즈가 주변 환경으로 방출되는 것을 방지하는 데 사용될 수 있습니다. 금속 인클로저 또는 차폐 캔은 전원 공급 장치를 둘러싸고 전자기파에 대한 물리적 장벽을 제공하는 데 사용될 수 있습니다.
결론
가변 주파수 전원 공급 장치의 노이즈를 줄이는 것은 포괄적 인 접근이 필요한 복잡한 작업입니다. 노이즈 소스를 이해하고 고품질 구성 요소 사용, PCB 레이아웃 최적화, 자기 노이즈 감소 및 팬 속도 제어와 같은 적절한 전략을 구현함으로써 전원 공급 장치의 노이즈 레벨을 크게 줄일 수 있습니다.
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참조
- 그 로브, 버나드. "Grob의 기본 전자 제품". McGraw -Hill Education, 2017.
- Paul, Clayton R. "전자기 호환성 소개". Wiley, 2006.
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