回路内の整流ダイオードによって生成される EMI を低減するにはどうすればよいですか?

回路内の整流ダイオードに関しては、EMI (電磁干渉) が非常に厄介な問題となることがあります。私は整流ダイオードのサプライヤーとして、EMI が電子機器の性能にどのような影響を与えるかを直接見てきました。このブログでは、回路内の整流ダイオードによって生成される EMI を低減する方法に関するヒントをいくつか紹介します。

整流ダイオードの EMI について

解決策に入る前に、まず整流ダイオードが EMI を生成する理由を理解しましょう。整流ダイオードが順バイアス状態から逆バイアス状態に切り替わると、電流と電圧が急速に変化します。この突然の変化により高周波電磁場が発生し、外部に放射され、回路内の他のコンポーネントや近くの電子機器にさえ干渉する可能性があります。

1. 適切なダイオードのタイプを選択する

選択する整流ダイオードのタイプは、EMI に大きな影響を与える可能性があります。

高電圧整流ダイオード: 高電圧整流ダイオードは、大きな電圧振幅に対処できるように設計されています。多くの場合、低電圧ダイオードに比べてスイッチング速度が遅くなります。スイッチング速度が遅いと、電流と電圧の急激な変化が少なくなり、EMI の原因となる高周波成分が減少します。高電圧整流ダイオードに関する詳細情報を見つけることができます。ここ。
低電圧整流ダイオード: 低電圧整流ダイオードは一般に高速です。ただし、スイッチングが高速であるため、EMI が増加する可能性があります。回路に高速スイッチングが必要ない場合は、スイッチング特性が若干遅い低電圧ダイオードを使用するのが良い選択肢となります。私たちをチェックしてください低電圧整流ダイオード詳細については。
ショットキー整流ダイオード: ショットキーダイオードは順方向電圧降下が非常に低く、スイッチング時間が速いです。ただし、高速スイッチングにより重大な EMI が発生する可能性があります。場合によっては、ソフトリカバリー特性を持つショットキーダイオードを使用したい場合があります。ソフトリカバリーダイオードは逆電流を突然遮断するのではなく徐々に減少させ、EMIの低減に役立ちます。ショットキー整流ダイオードについてさらに詳しく学ぶことができますここ。

2. スナバ回路

スナバ回路は、整流ダイオードの EMI を低減する最も一般的な方法の 1 つです。スナバ回路は、ダイオードの両端に直列に接続された抵抗とコンデンサで構成されます。

ダイオードがオフになると、スナバ回路内のコンデンサが徐々に充電され、ダイオードの両端の電圧の変化速度が遅くなります。スナバ回路内の抵抗は、コンデンサに蓄えられたエネルギーを放散します。このようにして、スナバ回路は EMI の原因となる高周波発振を減衰します。

スナバ回路の抵抗とコンデンサの値は、ダイオードと回路の特性によって異なります。最適な値を見つけるには、いくつかの計算を行うか、シミュレーションツールを使用する必要があります。

3. レイアウト設計

回路基板のレイアウトも、EMI を低減する上で重要な役割を果たします。

トレースを短くする: 長い配線はアンテナのように機能し、EMI を放射する可能性があります。したがって、整流ダイオードに接続するトレースをできるだけ短くするようにしてください。これにより、電磁界が発生および放射される領域が減少します。
適切な接地: 適切な接地システムが不可欠です。グランド配線の幅が広く、インピーダンスが低いことを確認してください。適切なグランドプレーンは、高周波電流のリターンパスを提供し、干渉の原因となるのを防ぎます。
コンポーネントの配置: 整流ダイオードと他の敏感なコンポーネントの間の結合を最小限に抑える方法でコンポーネントを配置します。たとえば、ダイオードを敏感なアナログ回路や高ゲインアンプから遠ざけてください。

4. フィルタリング

回路にフィルタを追加すると、EMI を低減できます。

入力フィルターと出力フィルター: 整流ダイオードの入力と出力に LC (インダクタ - コンデンサ) フィルタを追加できます。 LC フィルタは、必要な低周波信号を通過させながら、EMI の高周波成分をブロックできます。
コモンモードチョーク: コモンモードチョークは、コモンモードEMIを低減するのに役立ちます。これらは、コモンモード電流 (両方の導体上を同じ方向に流れる電流) に対しては高いインピーダンスを生成する一方で、ディファレンシャルモード電流 (導体上を逆方向に流れる電流) に対しては低いインピーダンスを生み出すことによって機能します。