Jak zabránit vzniku zvlnění energie
S přepínačem SWITCH proud v induktoru L také kolísá nahoru a dolů při efektivní hodnotě výstupního proudu. Takže zvlnění se stejnou frekvencí jako SWITCH se také objeví na výstupním konci, což je obecně označováno jako zvlnění. Souvisí to s kapacitou výstupního kondenzátoru a ESR.
Jak potlačit generování zvlnění spínaného napájení? Naším cílem je snížit zvlnění výstupu na únosnou úroveň a nejzásadnějším řešením k dosažení tohoto cíle je:
Generování vlnění u spínaných napájecích zdrojů
Naším cílem je snížit výstupní zvlnění na únosnou úroveň a nejzásadnějším řešením, jak tohoto cíle dosáhnout, je co nejvíce se generování zvlnění vyhnout. Nejprve si musíme ujasnit typy a příčiny zvlnění spínaného napájení.
S přepínačem SWITCH proud v induktoru L také kolísá nahoru a dolů při efektivní hodnotě výstupního proudu. Takže zvlnění se stejnou frekvencí jako SWITCH se také objeví na výstupním konci, což je obecně označováno jako zvlnění. Souvisí to s kapacitou výstupního kondenzátoru a ESR. Frekvence tohoto zvlnění je stejná jako u spínaného zdroje, pohybuje se v řádu desítek až stovek kHz.
Kromě toho přepínače SWITCH obecně používají bipolární tranzistory nebo MOSFETy, bez ohledu na to, o jaký typ se jedná, během jejich vedení a přerušení dojde k době náběhu a doběhu. V tomto okamžiku bude v obvodu vznikat šum, který má stejnou frekvenci jako doba náběhu a poklesu SWITCH nebo liché násobky, obvykle několik desítek MHz. Podobně v okamžiku zpětného zotavení je ekvivalentním obvodem diody D sériové zapojení rezistorů, kondenzátorů a induktorů, které mohou způsobit rezonanci a generovat šumové frekvence v řádu desítek MHz. Tyto dva typy hluku se obecně nazývají vysokofrekvenční šum a jejich amplituda je obvykle mnohem větší než zvlnění.
Pokud se jedná o AC/DC měnič, kromě výše zmíněných dvou typů zvlnění (šumu) existuje ještě AC šum. Frekvence je frekvence vstupního zdroje střídavého proudu, která se pohybuje kolem 50-60Hz. Existuje také šum společného režimu způsobený ekvivalentní kapacitou generovanou použitím krytů jako chladičů v mnoha napájecích zařízeních spínaných napájecích zdrojů. Jelikož se zabývám výzkumem a vývojem automobilové elektroniky, neuvažuji o posledních dvou typech hluku kvůli mé omezené expozici.
Měření zvlnění spínaného zdroje
Základní požadavky: Použijte střídavou vazbu osciloskopu, omezení šířky pásma 20 MHz, odpojte zemnící vodič sondy
1. Střídavá vazba má odstranit superponované stejnosměrné napětí a získat správný tvar vlny.
2. Otevření limitu šířky pásma 20 MHz má zabránit rušení vysokofrekvenčním šumem a zabránit chybám měření. Vzhledem k velké amplitudě vysokofrekvenčních komponent by měly být během měření odstraněny.
3. Odpojte zemnící svorku sondy osciloskopu a použijte pro měření zemnící kroužek, abyste snížili rušení. Mnoho dílů nemá zemnící kroužek a pokud je chyba povolena, lze ji přímo změřit pomocí zemnící svorky sondy. Tento faktor je však třeba vzít v úvahu při určování, zda je kvalifikován.
Dalším bodem je použití svorky 50 Ω. Jak je uvedeno v datech osciloskopu Yokogawa, modul 50 Ω měří střídavou složku po odstranění stejnosměrné složky. Osciloskopů vybavených takto specializovanými sondami je však málo a většinou se k měření používají standardní sondy 100K Ω až 10M Ω, což dočasně ovlivňuje přehlednost.
Výše uvedené jsou základní opatření při měření zvlnění spínače. Pokud se sonda osciloskopu nedotýká přímo výstupního bodu, mělo by být měřeno pomocí kroucené dvoulinky nebo 50 Ω koaxiálního kabelu.
Při měření vysokofrekvenčního šumu použijte pásmo plné propusti osciloskopu, obvykle v rozsahu stovek megabitů až GHz. Ostatní jsou stejné jako výše. Různé společnosti mohou mít různé testovací metody. Nakonec je důležité jasně porozumět výsledkům vašeho testu. Nakonec musíme získat uznání zákazníků.
