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2021.03.10 AC/DC

주요 부품 선정 : EMI 및 출력 노이즈 대책 부품

SiC-MOSFET를 사용한 절연형 의사 공진 (Quasi-Resonant) 컨버터의 설계 사례

사례 회로에서의 부품 선택에 대한 마지막 편으로서, 이번에는 EMI 대책과 출력 노이즈 대책용 부품 선택에 대해 설명하겠습니다.

EMI 대책

EMI 대책은 기기 설계에 있어서 매우 중요합니다. 스위칭 전원은, 스위칭한다는 특성이 있으므로 EMI를 발생시킵니다. EMI 대책으로는 하기의 3가지를 사용할 수 있습니다.

1) 입력부에 필터 추가
전원용 공통 모드 필터, LC 필터 등을 추가할 수 있습니다.

2) 1차측과 2차측 사이에 콘덴서 추가
Y 콘덴서 (Y 캐패시터)라고 부르는 콘덴서입니다. 1차측의 GND와 2차측의 GND 사이를 CY1, 2200pF으로 접속합니다. 또한, 1차측의 HV+와 2차측의 GND 사이에도 CY2와 CY3, 각 2200pF을 삽입합니다. 이러한 콘덴서에는, 고전압 등의 큰 스트레스가 부가될 가능성이 있으므로, 모든 규격 인증을 취득한 콘덴서를 사용합니다. 본 회로 예에서는 EA 타입 (X1, Y1), 1kV 제품을 사용하였습니다.

3) 2차측 정류 다이오드에 RC 스너버 추가
이 방법은 1차측 스위치 노드에 스너버를 삽입하는 것과 동일한 개념으로, 2차측의 스위치 노드라고 할 수 있는 정류 다이오드 ND1에 R23, 82Ω과 C14, 330pF을 추가하였습니다.

어떤 방법을 사용하든지, 노이즈의 영향과 대책의 효과를 확인하여 부품 정수를 조정해야 합니다.

출력 노이즈 대책

출력 정류 다이오드 ND1을 통해 정류된 전압은 Cout1 및 Cout2에 의해 평활됩니다. 이때 한층 더 평활화하거나, 스위칭 노이즈의 필터링을 위해서는 LC 필터를 추가합니다. 본 회로 예에서는 L3, 2.2µH와 Cout3, 220µF으로 LC 필터를 구성하였습니다. 이러한 부품의 정수 역시, 노이즈의 영향과 대책의 효과를 확인하여 조정해야 합니다.

키 포인트

・EMI 대책으로서, 입력 필터, Y-Cap, 출력 정류 다이오드의 스너버를 추가한다.

・출력 노이즈 대책으로는 출력에 LC 필터를 추가한다.

・어떤 방법을 사용하든지, 노이즈의 영향을 확인하여 부품 정수를 조정해야 한다.

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