고전압 전원 공급 장치를 선택하는 방법

고전압 전원 공급 장치를 선택하는 방법-분석기와 전원 공급 장치 성능 간의 분석기 관계

일련의 분석기 및 전원 공급 장치

이번에는 다양한 분석기의 전원 공급 장치를 소개합니다. 분석기에 따라 일부 공통 부품이 있지만 부품도 다르지만 분석기의 유형과 분류부터 시작합니다.

첫째, 분석기는 크게 다음과 같이 분류 할 수 있습니다.

1. 전기 화학 분석기
2. 광학 분석기
3. 전자기 분석기
4. 분리 분석기
5. 열 분석기 및 열 측정 장치
6. 기타 측정 장치 및 분석기

전기 화학 분석기에는 두 가지 유형의 장치가 있습니다. 하나는 전기 흐름의 양을 측정하는 장치, 즉 전위차 적정기 및 pH 미터입니다. 또 다른 하나는 형광 잔류 산소 미터와 같은 포토 다이오드로 형광을 감지하고 측정하는 장치입니다. 광학 분석기와 전자기 분석기는 기본적으로 포토 다이오드를 사용하여 전자파와 전자 빔 (또는 전자 빔에 의해 생성 된 2 차 X 선)을 측정합니다.

분리 분석기, 열 분석기 / 열 측정 장치 및 기타 측정 장치 / 분석기는 포토 다이오드로 형광 및 광 흡수를 측정하는 것과 전기 화학 분석기와 유사한 전류 값으로 스트레스 및 열전도도를 측정하는 것으로 구분됩니다. 어떤 경우에도 최종적으로 전류 또는 전압 변동으로 감지되어 A / D 변환을 사용하여 디지털 데이터로 변환됩니다. 따라서 전압 변동, 리플 등의 노이즈 성분을 제거하는 방법이 큰 문제입니다.

보다 안정적인 전원 공급이 필요한 포토 다이오드로 광원에서 나오는 빛 (전자파)을 감지하는 장비에 초점을 맞출 것입니다.

이러한 분석기의 공통점은 일종의 방사선원이 있다는 것입니다. 이러한 장치는 모두 방사선원으로 사용되며 투과광과 반사광을 감지하여 분석을 수행합니다. 물론 장치에 따라 전자빔, X 선, 레이저, 자외선, 가시 광선, 적외선 등 많은 소스가 있습니다. 중요한 것은 방사선원이 안정적이라는 것입니다. 밝기 (강도)의 변화는 기록 변경에 오류를 일으킬 수 있습니다. 방사원을 안정화하려면 전원 공급이 안정적이어야합니다. 전원이 불안정하거나 잔물결이 발생하면 관찰 정확도가 저하됩니다.

반면에 검출기의 안정성도 필요합니다. 광전자 증 배관 (PMT : Photomultiplier tube), APD (avalanche photodiode), PIN, CCD, CMOS 등과 같은 포토 다이오드도 장치에서 받은 에너지와 광자수에 따라 전하를 전압으로 변환합니다. 따라서 전압 변환 중에 전원이 안정적이지 않으면 분해능 등의 관찰 결과에 악영향을 미칩니다.

그림 : CMOS의 회로 구조

노이즈 제거

전원 공급을 안정화하고 작은 오차로 측정 결과를 얻으려면 몇 가지 사항에주의해야합니다.

1. 열 소음
2. 누설 자기장
3. 전자기 간섭 (EMI)

먼저 열 노이즈의 영향을 고려하십시오. 열 노이즈는 외부 열 에너지로 인해 저항기, 트랜지스터 등의 회로 소자에서 자유 전자의 불규칙한 열 진동으로 발생하는 노이즈를 말합니다. 전압의 크기에 관계없이 절대 온도에 비례하여 노이즈가 증가합니다. 따라서 효과적인 대책은 "회로 냉각"입니다. 그건 그렇고, 열 노이즈는 1927 년에이 현상을 발견 한 연구원 John Johnson과 Harry Nyquist의 이름에서 Johnson 노이즈 또는 Johnson Nyquist 노이즈라고도 합니다.

다음은 전원 공급 장치 내부의 권선 (코일)에 의해 생성 된 자기장이 외부로 누출 될 때 생성되는 누설 자기장입니다.

개방 자기 회로 구조

비 차폐

누설 자기장을 다른 코일이나 배선 패턴과 자기 적으로 결합하면 노이즈가 발생할 수 있습니다.

자기 회로 구조 닫기

완전 차폐

자속은 차폐 코어로 되돌아가 누설 자기장을 줄입니다.

그림과 같이 수지 실드, 풀 실드 또는 금속 일체 성형으로 폐쇄 자기 회로 구조를 만들어 개선 할 수 있습니다. 방사선원 또는 검출기 근처에 전원 공급 장치를 배치하지 않는 장비를 설계하는 것이 바람직합니다. 자기장의 영향을 받기 쉬운 콤팩트를 전원 공급 장치 근처에 배치하는 경우 폐쇄 자기 회로 구조를 통합 할 필요가 있습니다.

전자기 간섭 (EMI)은 크게 "방사 노이즈"와 "전도 노이즈"로 나눌 수 있습니다. 전자에서는 전자파가 방출되고 후자에서는 전기 회로를 통해 노이즈가 흐릅니다. 방사 노이즈의 경우 공간 노이즈의 전도를 차단할 필요가 있습니다. 이렇게하려면 금속과 같은 양호한 전도체 (또는 자성 물질)로 물체를 보호하십시오. 한편, 전도 노이즈에는 차동 모드 노이즈와 공통 모드 노이즈가 포함됩니다.

그림 : 차동 모드 잡음 및 공통 모드 잡음

특히 공통 모드 노이즈는 루프가 최적화 되어도 남아있는 스위칭 노이즈의 구성 요소입니다. 노이즈가 전원 공급 장치에 전달되어 불안정을 유발합니다. 결과적으로 감지기의 신호는 노이즈에 묻혀 측정 할 수 없습니다. 물론 노이즈가 들어 오면 분석 해상도가 떨어지고 파형이 이동하고 왜곡되고 고스트 피크가 나타납니다.

공통 모드 노이즈는 누설 된 노이즈 전류가 접지를 통해 전력선으로 되돌아가는 노이즈입니다. 전원 공급 장치의 양극과 음극 모두 노이즈 전류의 방향이 동일하기 때문에이를 "공통 모드"라고 합니다.

대응책으로 인덕터와 같은 고 임피던스 부품을 도선에 삽입하여 노이즈를 억제하는 것이 효과적입니다. 공통 모드 노이즈는 방사 노이즈도 방출합니다. 전계 강도는 케이블 길이에 비례하므로 케이블을 최대한 짧게 사용하면서 동시에 차폐하는 것이 중요합니다.

또한 분석기에 전원 공급 장치를 설치할 때 온도, 습도 및 화학적 부식에주의해야합니다. 온도는 또한 열 노이즈를 유발할 수 있으므로 전원 공급 장치가 너무 뜨겁지 않아야 합니다. 습도 또한 결로로 인해 내부 회로에 단락을 일으키고 부식은 회로를 손상시킬 뿐만 아니라 부식 전류 발생과 같은 예기치 않은 오류를 유발합니다.