Koji su razlozi valovitosti i buke reguliranog napajanja?
Izlaz prekidačkog napajanja nije čisti istosmjerni napon, već postoje 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 uključivanja i isključivanja, električna energija se "pumpa" od ulaznog kraja do izlaznog kraja, tvoreći proces punjenja i pražnjenja, što rezultira fluktuacijama izlaznog napona, a frekvencija fluktuacije je ista kao i frekvencija prebacivanja. Valovitost napona je vrijednost od vrha do vrha između vrha i najniže valovitosti, a njegova je veličina povezana s kapacitetom i kvalitetom ulaznog kondenzatora i izlaznog kondenzatora sklopnog napajanja.
Postoje dva razloga za buku, jedan je generiran samim prekidačkim napajanjem; drugi je smetnja (EMI) vanjskog elektromagnetskog polja, koje može ući u sklopno napajanje putem zračenja ili ući u sklopno napajanje preko dalekovoda.
Šum koji stvara samo sklopno napajanje je niz visokofrekventnih impulsa, koji nastaje zbog oštrih impulsa koji se javljaju u trenutku kada se sklopka uključuje i isključuje, a naziva se i prekidački šum. Frekvencija praska buke mnogo je viša od frekvencije preklapanja, a napon buke je njezina vrijednost od vrha do vrha. Amplituda napona šuma uvelike je povezana s topologijom prekidačkog napajanja, parazitskim stanjem u krugu i dizajnom PCB-a.
Valovi valovitosti i šuma mogu se vidjeti osciloskopom, kao što je prikazano na slici 1. Frekvencija valovitosti je ista kao kod preklopne cijevi, a frekvencija šuma dvostruko je veća od frekvencije preklopne 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. Trenutačna metoda mjerenja valovitosti i napona šuma je korištenje širokopojasnog osciloskopa, koji može točno izmjeriti vrijednosti valovitosti i napona šuma.
Zbog velike raznolikosti sklopnih izvora napajanja (s različitim topologijama, radnim frekvencijama, izlaznom snagom, različitim tehničkim zahtjevima itd.) svaki proizvođač koristi metodu mjerenja osciloskopom. Sva mjerenja imaju svoje standarde, naime korporativne standarde.
Blok shema uređaja za mjerenje valovitosti i šuma osciloskopom prikazana je na slici 2. Sastoji se od ispitivanog sklopnog napajanja, opterećenja, osciloskopa i mjernog priključka. U nekim mjernim uređajima komponente kao što su induktivnost ili kapacitet i otpor također su zavarene.
