IGBT システムの電磁両立性に対する配線の影響は何ですか?

配線は、絶縁ゲート バイポーラ トランジスタ (IGBT) システムの電磁両立性 (EMC) において重要な役割を果たします。 IGBT ヒートシンク配線の大手サプライヤーとして、当社は適切な配線がこれらのシステムの全体的なパフォーマンスと EMC に大きな影響を与える可能性があることを直接目撃してきました。このブログ投稿では、IGBT システムの EMC に対する配線のさまざまな影響を調査し、IGBT ヒートシンク配線における当社の専門知識がシステムのパフォーマンスの最適化にどのように役立つかについて説明します。

1. IGBT システムと EMC について理解する

IGBT は、その高効率、高電圧能力、高速スイッチング速度により、パワー エレクトロニクス アプリケーションで広く使用されています。ただし、これらの特性により、電磁干渉 (EMI) の影響を受けやすくなり、システムのパフォーマンスが低下したり、誤動作を引き起こす可能性があります。電磁両立性とは、電子デバイスまたはシステムが、他のデバイスに干渉を引き起こすことなく、また他のデバイスからの干渉の影響を受けることなく、電磁環境で動作する能力を指します。

IGBT システムでは、EMI の主な原因には、過渡電圧と過渡電流を生成する IGBT の高速スイッチングと、導体を流れる電流によって生成される磁界が含まれます。これらの過渡現象と磁場は、電磁エネルギーを周囲の環境に放射し、他の回路に結合して、EMI 問題を引き起こす可能性があります。

2. 配線が EMC に及ぼす影響

2.1 ループエリア

EMC の配線における最も重要な要素の 1 つは、電流が流れる導体によって形成されるループ領域です。アンペールの法則によれば、電流が流れる導体の周囲に磁場が発生します。電流が変化すると磁場も変化し、近くの導体に起電力 (EMF) が誘発される可能性があります。電流が流れる導体によって形成されるループ面積が大きいほど、磁場が強くなり、EMI が発生する可能性が高くなります。

IGBT システムでは、IGBT、DC リンク コンデンサ、負荷によって形成される電力ループが磁界発生の主な原因となります。適切な配線により電力ループのループ面積を最小限に抑えることで、磁界の強度を低減し、放射される EMI を低減できます。たとえば、DC リンク コンデンサを IGBT のできるだけ近くに配置し、短くて幅の広い配線を使用してそれらを接続できます。

2.2 トレースインピーダンス

IGBT システムのトレースのインピーダンスも EMC に大きな影響を与えます。トレースのインピーダンスが適切に整合していない場合、トレースの異なるセクション間の境界面で反射が発生する可能性があります。これらの反射は電圧および電流の発振を引き起こす可能性があり、追加の EMI を発生させる可能性があります。

適切な配線は配線インピーダンスの制御に役立ちます。たとえば、マイクロストリップやストリップラインなどの制御されたインピーダンス トレースを使用して、トレースのインピーダンスがシステム全体で一貫していることを確認できます。また、トレースの端に終端抵抗を使用して、インピーダンスを整合させ、反射を低減することもできます。

2.3 接地

接地は、IGBT システムにおける EMC の配線のもう 1 つの重要な側面です。適切な接地システムは、リターン電流に低インピーダンスの経路を提供し、システムの異なる部分間の電位差を減らすのに役立ちます。不適切な接地は接地ループを引き起こし、EMI 問題を引き起こす可能性があります。

システムの周波数範囲に応じて、単一点接地または多点接地戦略を使用する必要があります。低周波システムの場合は、通常、単一点接地が推奨されますが、高周波システムの場合は、多点接地の方が効果的です。さらに、接地インピーダンスを最小限に抑えるために、接地トレースを幅広かつ短くする必要があります。

2.4 クロストーク

クロストークは、あるトレースからの電磁場が近くの別のトレースに結合するときに発生します。 IGBT システムでは、クロストークにより、制御回路や電源回路などの異なる回路間で干渉が発生する可能性があります。

適切な配線はクロストークを減らすのに役立ちます。トレース間の距離を広げて、トレース間の結合を減らすことができます。トレース間にグランドプレーンを配置するなどのシールド技術を使用して、電磁場をブロックすることもできます。

3. IGBT ヒートシンク配線サプライヤーとしての当社のソリューション

経験豊富な IGBT ヒートシンク配線サプライヤーとして、当社は IGBT システムの EMC を最適化するための幅広いソリューションを提供します。

3.1 カスタマイズされたルーティング設計

私たちは、すべての IGBT システムに独自の要件があることを理解しています。当社の専門家チームはお客様と緊密に連携して、お客様の特定のアプリケーションに基づいてカスタマイズされたルーティング ソリューションを設計します。配線設計が最高の EMC 規格を確実に満たすように、ループ面積、トレース インピーダンス、接地、クロストークなどの要素を考慮します。

3.2 高品質ヒートシンク

配線に加えて、熱放散も IGBT システムのパフォーマンスにおいて重要な要素です。当社は、以下のようなさまざまな高品質ヒートシンクを提供しています。熱電クーラー用押出ヒートシンク 6063、熱電冷却用ヒートシンク 加熱ラジエーター 熱力学、 そしてアルミピンフィンLEDヒートシンク。これらのヒートシンクは、IGBT によって生成された熱を効率的に放散するように設計されており、システムの信頼性とパフォーマンスの向上に役立ちます。

3.3 EMC テストと検証

当社には、IGBT システムの EMC 性能をテストおよび検証できる最先端の EMC テスト施設があります。当社の試験サービスには、放射性エミッション試験、伝導性エミッション試験、イミュニティ試験が含まれます。これらのテストを実施することで、潜在的な EMC 問題を特定し、配線設計に必要な調整を行って、システムが関連する EMC 規格を満たしていることを確認できます。

4. 結論

配線は、IGBT システムの電磁適合性に大きな影響を与えます。配線設計においてループ面積、配線インピーダンス、接地、クロストークなどの要素を慎重に考慮することで、EMI 問題を大幅に軽減し、システム全体のパフォーマンスを向上させることができます。

IGBT ヒートシンク配線サプライヤーとして、当社はお客様に高品質の配線ソリューションとヒートシンクを提供し、IGBT システムの EMC とパフォーマンスを最適化することに尽力しています。当社の製品やサービスにご興味がございましたら、さらなる議論や調達交渉のために当社までご連絡いただくことをお勧めします。お客様の IGBT システムにとって最良の結果を達成するために、お客様と協力できることを楽しみにしています。

参考文献

• ポール、クレイトン R.「電磁両立性入門」。ワイリー、2006 年。
• オット、ヘンリー W.「電磁両立性工学」。ワイリー、2009 年。
• モハン、ネッド、トーレ・M・アンデランド、ウィリアム・P・ロビンス。 「パワー エレクトロニクス: コンバータ、アプリケーション、および設計」。ワイリー、2012 年。