Uzroci valovitosti i šuma u sklopnim izvorima napajanja
Izlaz prekidačkog napajanja nije čisti istosmjerni napon, već sadrži neke izmjenične komponente, što je uzrokovano valovitošću i šumom. Valovitost je fluktuacija izlaznog istosmjernog napona, koja je povezana sa sklopnim djelovanjem sklopnog izvora napajanja. Tijekom svakog procesa otvaranja i zatvaranja, električna energija se "pumpa" s ulaznog kraja na izlazni kraj, tvoreći proces punjenja i pražnjenja, što uzrokuje fluktuacije izlaznog napona s istom frekvencijom kao i frekvencija preklapanja. Napon valovitosti je vrijednost od vrha do vrha između vrha i dna valovitosti. Njegova veličina je povezana s kapacitetom i kvalitetom ulaznog kondenzatora i izlaznog kondenzatora prekidačkog napajanja.
Dva su uzroka buke, jedan je generiran samim sklopnim napajanjem; drugi je smetnja vanjskog elektromagnetskog polja (EMI), koja može ući u sklopno napajanje putem zračenja ili ući u sklopno napajanje putem dalekovoda.
Šum koji stvara samo sklopno napajanje je niz visokofrekventnih impulsa, koji je uzrokovan oštrim impulsima koji se generiraju u trenutku kada se prekidač uključuje i isključuje. Naziva se i šumom preklapanja. Frekvencija niza impulsa šuma mnogo je viša od frekvencije preklapanja, a napon šuma je njegova vrijednost od vrha do vrha. Amplituda napona šuma uvelike je povezana s topologijom prekidačkog napajanja, parazitskim stanjem u krugu i dizajnom PCB-a.
Upotrijebite osciloskop da vidite valne oblike valova i šuma. Frekvencija valovitosti jednaka je frekvenciji sklopne cijevi, dok je frekvencija šuma dvostruko veća od frekvencije sklopne cijevi. Zbroj vrijednosti od vrha do vrha napona valovitosti i vrijednosti od vrha do vrha napona šuma je valovitost i napon šuma, a njegova jedinica je mVp-p.
Metode mjerenja valovitosti i šuma
Valovitost i šum napona jedan su od glavnih parametara performansi sklopnih izvora napajanja, pa je vrlo važno kako ih točno izmjeriti. Trenutna metoda mjerenja valovitosti i napona šuma je korištenje širokopojasnog osciloskopa, koji može točno izmjeriti vrijednosti valovitosti i napona šuma.
Budući da postoji mnogo tipova sklopnih izvora napajanja (s različitim topologijama, radnim frekvencijama, izlaznim snagama, različitim tehničkim zahtjevima itd.), svi proizvođači koriste metode mjerenja osciloskopom. Samo mjerni uređaji nisu potpuno isti. Stoga svaki proizvođač ima različite zahtjeve za različita sklopna napajanja. Sva mjerenja imaju svoje standarde, naime korporativne standarde.
Blok dijagram uređaja za mjerenje valovitosti i šuma osciloskopom. Sastoji se od ispitanog sklopnog napajanja, opterećenja, osciloskopa i mjernih priključaka. Neki mjerni uređaji također imaju zavarene induktore, kondenzatore, otpornike i druge komponente.
