絶縁型 AC/DC 電源の EMI に関する検討事項 – EMI に関する問題のテスト、トラブルシューティング、解決

EMI は、あらゆる電源設計において重要な部分ですが、多くの場合、設計フローの後半の段階に先送りされるため、問題の解決に時間がかかり、コストが上昇し、効率に大きな影響が生じる可能性があります。このトピックの主な目的は、EMI の懸念を払拭し、EMI の課題に関してお客様と話し合うことができや、お客様の EMI の課題解決を直接支援できるようにすることです。

このトピックでは最初に、EMI の課題の主要な原因と発生源について基本事項を振り返ります。基本的に EMI は、設計図にも表現されていない、部品の寄生に関係しています。寄生は EMI を引き起こします。バルク コンデンサ ESR が差動モード (DM) 干渉を引き起こし、トランスの入力出力の寄生容量が同相モード (CM) 干渉を引き起こします。EMI のフィルタ素子にも寄生容量と寄生インダクタンスが存在し、これらの寄生成分は有効な周波数範囲に制限を加えるほか、EMI の悪化を招く可能性さえあります。

このトピックでは、さらに、発生源で低 EMI を実現する設計方法を示します。さまざまなトランスの内部構造を分析し、それらの構造が CM 干渉に及ぼす相対的な影響を調べます。トランスによって構造が異なるため、トランスの層構造と配置を注意深く構成することで、CM を低減できます。打ち消し用巻線を追加し、効果的なシールド配置を使用すると、CM をほぼゼロにすることもできます。CM の性能の測定と評価、DM と CM の分離などの実践的な手法を紹介し、電源の EMI に関連する問題をデバッグして根本原因を見つける方法を示します。実践的な例を示し、その手法、ソリューション、利点を強調します。

最後に、ポイントを押さえた例として、小型で高密度の 65W USB PD アダプタを紹介します。少数の基本的な変更によって、効率を大きく損なうことなく、基本スイッチング周波数が 50dB 向上することを示します。