A Study on the Low Noise Medical SMPS

의료용 SMPS 개발 및 노이즈 감소 대책에 대한 연구

The main noise sources in SMPS are divided into three parts: the switching devices, the rectifiers in secondary part, the output transformer and choke coil. In this paper we performed the noise analysis with respect to bobbin type and winding method, and designed an optimized transformer focusing on the transformer. For the comparison. we measured four parameters for each cases, including EMI conducted emission noise. signal from the switching devices, output ripple/noise voltage and leakage current. As the result, the transformer using a vertically-typed bobbin and a parallel, sandwich winding method showed the best performance. We confirmed that the SMPS developed in this research is satisfied with the IEC 601-1 international standard for the medical instrumentation. by testing its electrical characteristics and safety.

Switching Mode Power Supply(SMPS)에서 전자파 노이즈 발생의 주된 요인은 스위칭 소자, 2차측 정류 다이오드, 그리고 출력 트랜스포머 및 쵸크 코일의 세부분이다. 본 논문에서는 노이즈 특성을 정량화 하기 어려운 트랜스포머에 초점을 맞추고, 보빈의 형태, 권선 방법에 따른 노이즈를 분석하고 최적 트랜스포머를 설계 하였다. 이들의 비교 분석을 위해 전자파 전도노이즈, 스위칭 소자의 스위칭 파형, 출력의 리플/노이즈 전압, 누설 전류의 4가지 특성을 측정하였다. 이 결과 수직 형태의 보빈과 1ㆍ2차 병렬 샌드위치 권선법을 사용한 트랜스포머의 경우가 가장 좋은 특성을 나타냄을 알 수 있었고, 이를 바탕으로 최적의 트랜스포머를 제안하였다. 전기적 특성과 안전 규격에 대한 실험을 통해 개발된 SMPS가 의료기용 국제 규격인 IEC 601-1을 만족함을 확인하였다.