Uzroci valovitosti i buke u sklopnim izvorima napajanja
Izlaz prekidačkog napajanja nije čisti istosmjerni napon, već postoje neke izmjenične komponente unutar, koje su uzrokovane valovitošću i šumom. Valovitost je fluktuacija izlaznog istosmjernog napona, koja je povezana sa sklopnim djelovanjem sklopnog izvora napajanja. U svakom procesu otvaranja i zatvaranja, električna energija se "pumpa" s ulaznog kraja na izlazni kraj, tvoreći proces punjenja i pražnjenja, što rezultira fluktuacijama izlaznog napona, s frekvencijom sličnom frekvenciji prekidača. Valovitost napona je vrijednost od vrha do vrha između vrhova i dolina valovitosti, a njegova je veličina povezana s kapacitetom i kvalitetom ulaznih i izlaznih kondenzatora sklopnog napajanja.
Postoje dva razloga za stvaranje buke: jedan je generiran samim prekidačkim napajanjem; Druga vrsta su smetnje od vanjskih elektromagnetskih polja (EMI), koja mogu ući u prekidački izvor napajanja putem zračenja ili ulaza preko dalekovoda.
Šum koji stvara sam prekidački izvor napajanja je niz visokofrekventnih impulsa uzrokovan oštrim impulsima generiranim u trenutku provođenja prekidača i prekida, također poznat kao prekidački šum. 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.
Valni oblik valovitosti i šuma može se vidjeti pomoću osciloskopa, kao što je prikazano na slici 1. Frekvencija valovitosti jednaka je frekvenciji razvodne cijevi, dok je frekvencija šuma dvostruko veća od frekvencije razvodne cijevi. Zbroj vrijednosti od vrha do vrha napona valovitosti i napona šuma je valovitost i napon šuma, izražen u mVp-p.
Metode mjerenja valovitosti i buke
Valovitost i šum napona jedan su od glavnih parametara performansi sklopnih izvora napajanja, pa je vrlo važno kako ih točno izmjeriti. Trenutno se metoda mjerenja valovitosti i napona šuma koristi širokopojasnim osciloskopom, koji može točno izmjeriti vrijednosti valovitosti i napona šuma.
Zbog velike raznolikosti preklopnih napajanja (s različitim topologijama, radnim frekvencijama, izlaznom snagom i tehničkim zahtjevima), različiti proizvođači koriste osciloskopske metode mjerenja, a mjerni uređaji nisu potpuno isti. Stoga svaka tvornica ima vlastiti standard za mjerenje različitih prekidačkih napajanja, što je standard poduzeća.
Blok shema uređaja za mjerenje valovitosti i šuma osciloskopom prikazana je na slici 2. Sastoji se od ispitivanog sklopnog napajanja, opterećenja, osciloskopa i mjernog ožičenja. Neki mjerni uređaji također imaju zalemljene komponente kao što su induktori, kondenzatori i otpornici.
