DC ベンチ電源のサプライヤーとして、私はさまざまなアプリケーションにおける低ノイズ電源の重要性を理解しています。 DC ベンチ電源のノイズは、敏感な電子回路に干渉を引き起こし、不正確な測定や信頼性の低い性能につながる可能性があります。このブログ投稿では、DC ベンチ電源のノイズ レベルを低減する効果的な方法をいくつか紹介します。
DCベンチ電源のノイズ源を理解する
ソリューションを詳しく説明する前に、DC ベンチ電源のノイズがどこから発生しているのかを理解することが重要です。一般的なノイズ源がいくつかあります。
- スイッチングノイズ: 最新の DC ベンチ電源の多くは、スイッチング レギュレータを使用して入力電圧を目的の出力電圧に変換します。これらのレギュレータは電流のオンとオフを急速に切り替えることで動作するため、高周波ノイズが発生する可能性があります。
- 入力電圧のリップルとノイズ: 電源への入力電圧にリップルやノイズがある場合、それが出力に伝わり、全体のノイズレベルが増加する可能性があります。
- コンポーネントのノイズ: 抵抗、コンデンサ、トランジスタなどの電子部品は、熱の影響やその他の物理現象によりノイズを発生することがあります。
- 電磁妨害 (EMI): 外部電磁場が電源に結合してノイズを引き起こす可能性があります。これは、近くの電気機器、無線周波数源、または送電網から発生する可能性があります。
DCベンチ電源のノイズを低減する戦略
1. 低ノイズの電源設計を選択する
DC ベンチ電源を選択する場合は、低ノイズを考慮して設計されたモデルを選択してください。たとえば、私たちのN38300 プログラマブルDC電源(5kW～180kW)そしてN36100 プログラマブルDC電源(500/900W)高度な回路設計と高品質コンポーネントによりノイズを最小限に抑えるように設計されています。これらの電源は低ノイズ スイッチング レギュレータを使用しており、スイッチング ノイズと入力リップルの両方を低減する優れたフィルタ機能を備えています。
2. 入力フィルターと出力フィルターを使用する
- 入力フィルター: 入力フィルタを取り付けると、入力電圧のリップルとノイズを低減できます。適切に設計された入力フィルタは、電力網からの高周波ノイズをブロックし、電源へのノイズの侵入を防ぐことができます。これは、単純な LC (インダクタ - コンデンサ) フィルタまたはより複雑なアクティブ フィルタの場合があります。
- 出力フィルタ: 出力フィルタは、出力電圧を平滑化し、残留ノイズを低減するために使用されます。コンデンサは出力フィルタとして一般的に使用されます。低周波ノイズには電解コンデンサが効果的ですが、高周波ノイズにはセラミックコンデンサが適しています。場合によっては、最良の結果を達成するために、異なるタイプのコンデンサを組み合わせて使用することがあります。たとえば、私たちのN35500 双方向DC電源(14kW～420kW)高性能出力フィルターが内蔵されており、クリーンで安定した出力電圧を保証します。
3. 適切な接地
DC ベンチ電源のノイズを低減するには、適切な接地が重要です。適切なアース接続は、電流の低インピーダンス経路を提供し、静電荷の蓄積を防ぎ、電磁干渉の結合を軽減します。電源が信頼できるアースに接続されていることを確認し、抵抗を最小限に抑えるために短くて太いアース線を使用してください。さらに、電源に接続されているすべての機器も適切に接地されていることを確認し、ノイズを引き起こす可能性のあるグランド ループを回避してください。
4. シールド
シールドを使用すると、電源を外部の電磁干渉から保護できます。電源装置の筐体は、シールドとして機能する金属などの導電性材料で作られている必要があります。シールドによって遮られる電磁場が安全に地面に伝わるように、筐体は適切に接地する必要があります。さらに、内部コンポーネントを個別にシールドして、電源の異なる部分間のノイズの結合を低減することもできます。
5. 熱管理
過度の熱により、電子部品から発生するノイズが増加する可能性があります。したがって、ノイズを低減するには適切な熱管理が不可欠です。電源装置に適切な換気と冷却が行われていることを確認してください。高電力コンポーネントにヒートシンクを使用して、熱を効果的に放散します。場合によっては、冷却効率を向上させるためにファンを使用できます。コンポーネントをより低い温度に保つことで、ノイズの発生を減らすことができます。
6. コンポーネントの選択
電源に使用する部品は慎重に選択してください。低ノイズ特性を備えた高品質の抵抗、コンデンサ、トランジスタを使用してください。たとえば、金属皮膜抵抗器は一般にカーボン組成抵抗器よりもノイズが低くなります。等価直列抵抗 (ESR) が低い高品質のコンデンサもノイズの低減に役立ちます。
7. 隔離
絶縁を使用すると、電源を負荷から分離し、ノイズの結合を低減できます。絶縁トランスを使用すると、電源の入力と出力を絶縁でき、ノイズや干渉の伝達を軽減できます。さらに、フォトカプラを使用して制御信号を絶縁し、回路の異なる部分間のノイズの結合を防ぐことができます。
テストと検証
上記の戦略を実装した後、電源のノイズ レベルをテストして、望ましい削減が達成されていることを確認することが重要です。高品質のオシロスコープまたは専用の電源ノイズ アナライザを使用して、出力電圧のリップルとノイズを測定します。測定値を電源の仕様と比較して、その性能を検証します。
結論
DC ベンチ電源のノイズ レベルを低減するには、慎重な設計、適切なコンポーネントの選択、適切なフィルタリングおよびシールド技術の使用を含む多面的なプロセスが必要です。このブログ投稿で概説した戦略に従うことで、DC ベンチ電源のノイズを大幅に低減し、電子回路にクリーンで安定した電源を確保できます。
当社の DC ベンチ電源にご興味がある場合、またはノイズ低減についてご質問がある場合は、詳細および特定の要件についてお気軽にお問い合わせください。当社は、お客様のニーズを満たす、低ノイズレベルの高品質な電源ソリューションを提供することに尽力しています。
参考文献
- ホロヴィッツ、P.、ヒル、W. (1989)。エレクトロニクスの芸術。ケンブリッジ大学出版局。
- ポール、CR (2006)。電磁両立性の概要。ワイリー・インターサイエンス。