Kako spriječiti valovitost sklopnog napajanja
Generiranje valovitosti u prekidačkom napajanju
Naš cilj je smanjiti valovitost izlaza na podnošljivu razinu, a temeljno rješenje za postizanje ovog cilja je izbjegavanje stvaranja valovitosti što je više moguće. Prvo, moramo razjasniti vrste i uzroke valovitosti u sklopnom napajanju.
Nakon prekidača SWITCH, struja u induktoru L također fluktuira gore-dolje unutar efektivne vrijednosti izlazne struje. Dakle, također će biti valovitost na izlaznom kraju s istom frekvencijom kao i kod SWITCH, što se općenito naziva valovitost. Povezan je s kapacitetom i ESR izlaznog kondenzatora. Frekvencija ovog mreškanja jednaka je frekvenciji prekidačkog izvora napajanja, u rasponu od desetaka do stotina kHz.
Osim toga, SWITCH općenito koristi bipolarne tranzistore ili MOSFET-ove. Bez obzira koji se koristi, postojat će vrijeme porasta i vrijeme pada kada se uključi i isključi. U ovoj će se točki u krugu pojaviti šum s istom frekvencijom ili neparnim umnošcima vremena porasta i pada SWITCH, obično u rasponu desetaka MHz. U trenutku reverznog oporavka, ekvivalentni krug diode D je serijski spoj otpora, kapacitivnosti i induktiviteta, koji može izazvati rezonanciju i generirati frekvencije šuma od nekoliko desetaka MHz. Ove dvije vrste šuma općenito se nazivaju visokofrekventni šum, a njihova amplituda je obično puno veća od valovitosti.
Ako se radi o AC/DC pretvaraču, uz dvije gore navedene vrste valovitosti (šuma), postoji i AC šum, što je frekvencija ulaznog AC napajanja, oko 50-60Hz. Postoji i vrsta buke zajedničkog načina rada, koja je uzrokovana ekvivalentnim kapacitetom koji stvaraju uređaji za napajanje mnogih prekidačkih izvora napajanja koji koriste kućišta kao hladnjake. Budući da se bavim istraživanjem i razvojem automobilske elektronike, manje sam izložen zadnjim dvjema vrstama buke, pa ih trenutačno ne razmatram.
Mjerenje valovitosti u prekidačkom napajanju
Osnovni zahtjevi: Koristite AC spojnicu osciloskopa, ograničenje propusnosti od 20MHz, odspojite žicu za uzemljenje sonde
1. AC spajanje je postupak uklanjanja superponiranog istosmjernog napona kako bi se dobio točan valni oblik.
2. Otvaranje ograničenja propusnosti od 20MHz služi za sprječavanje smetnji od visokofrekventnog šuma i za sprječavanje pogrešaka u mjerenju. Zbog velike amplitude visokofrekventnih komponenti, potrebno ih je ukloniti tijekom mjerenja.
3. Odspojite spojnicu za uzemljenje sonde osciloskopa i mjerite pomoću prstena za uzemljenje kako biste smanjili smetnje. Mnogi dijelovi nemaju prstenove za uzemljenje, a ako je pogreška prihvatljiva, mogu se izravno izmjeriti pomoću stezaljke za uzemljenje sonde. Ali ovaj čimbenik treba uzeti u obzir pri određivanju je li kvalificiran.
Još jedna točka je korištenje priključka od 50 Ω. Prema informacijama na Yokogawa osciloskopu, modul od 50 Ω mjeri izmjeničnu komponentu nakon uklanjanja istosmjerne komponente. Međutim, malo je osciloskopa opremljeno takvim specijaliziranim sondama. U većini slučajeva za mjerenje se koriste standardne sonde u rasponu od 100K Ω do 10M Ω, a utjecaj je trenutno nejasan.
Gore navedene su osnovne mjere opreza pri mjerenju valovitosti prekidača. Ako sonda osciloskopa ne dodiruje izravno izlaznu točku, treba je mjeriti pomoću kabela s upredenim paricama ili koaksijalnih kabela od 50 Ω.
Pri mjerenju visokofrekventnog šuma, puni propusni pojas osciloskopa općenito je u rasponu od nekoliko stotina megaherca do GHz. Ostali su isti kao gore. Različite tvrtke mogu imati različite metode testiranja. Naposljetku, važno je imati jasno razumijevanje vlastitih rezultata ispitivanja** kako biste stekli priznanje kod kupaca.
