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EMC設計について記載します。
スイッチング電源のEMC
スイッチング電源周辺回路は特にEMCを考慮したパターン設計と部品選定が必要です。そもそもスイッチング電源周りでスパイクノイズが発生する原理ですが、これはスイッチング電流が流れるパターンの寄生インダクタンスが要因となります。寄生インダクタンスは配線や部品に必ず存在するため、如何に影響を最小化できるかがポイントです。
インダクタに発生する起電力は以下の式(1)が示す通りであり、これがスパイクノイズとして振る舞います。
\[V=-L\dfrac{di}{dt}\tag{式1}\]
式(1)からスパイクノイズを抑える対応としては以下2点が考えられます。
- 寄生インダクタンス L を小さくする。
- 電流の変化率(di/dt)を緩やかにする。
スイッチング電流の流れるパターンを最短にレイアウトする
スイッチング電流の流れるパターンを最短にすることで、導体の寄生インダクタンスを小さくしてスパイクノイズを小さくすることができます。
図
スイッチング電流の流れる箇所には寄生インダクタンスの小さな部品を使用する
以下の図の通り、サイズの小さな部品ほど寄生成分が小さく、高周波数帯でのインピーダンス値が小さいことが分かります。そのためスイッチング電流の流れる箇所には寄生インダクタンスの小さな部品を使用するとスパイクノイズを小さくすることができます。
図