Potlačení zvlnění ve spínaném zdroji
Pro přepínání zvlnění musí existovat teoreticky i prakticky. Obvykle existuje pět způsobů, jak jej potlačit nebo snížit:
1. Zvyšte indukčnost a výstupní kondenzátorový filtr
Podle vzorce spínaného zdroje je kolísání proudu v induktoru nepřímo úměrné hodnotě indukčnosti a výstupní zvlnění je nepřímo úměrné hodnotě výstupního kondenzátoru. Proto zvýšení hodnoty induktoru a hodnoty výstupního kondenzátoru může snížit zvlnění.
Podobně vztah mezi výstupním zvlněním a výstupní kapacitou: vripple=Imax/(Co×f). Je vidět, že zvýšení hodnoty výstupního kondenzátoru může snížit zvlnění.
Obvykle se pro výstupní kondenzátory používají hliníkové elektrolytické kondenzátory pro dosažení velké kapacity. Elektrolytické kondenzátory však nejsou příliš účinné při potlačování vysokofrekvenčního šumu a ESR je poměrně velké, takže vedle něj bude paralelně zapojen keramický kondenzátor, který doplní nedostatek hliníkových elektrolytických kondenzátorů.
Přitom při práci spínaného zdroje se napětí Vin na vstupní svorce nemění, ale se spínačem se mění proud. V tomto okamžiku nebude vstupní napájecí zdroj poskytovat proud příliš dobře, obvykle v blízkosti vstupní svorky proudu (vezměte si jako příklad typ Buck, poblíž SWITcH) a připojte paralelně kondenzátor pro zajištění proudu.
Účinek výše uvedené metody na snížení zvlnění je omezený. Kvůli omezením objemu nebude indukčnost příliš velká; pokud se výstupní kapacita zvýší na určitou úroveň, nebude to mít žádný zjevný vliv na snížení zvlnění; zvýšení spínací frekvence zvýší spínací ztrátu. Takže když jsou požadavky přísnější, tato metoda není příliš dobrá. Pro princip spínaného zdroje atd. můžete nahlédnout do různých návodů ke konstrukci spínaných zdrojů.
2. Dvoustupňová filtrace, to znamená přidání dalšího stupně LC filtru
LC filtr má zřetelnější potlačující účinek na zvlnění šumu. Podle frekvence zvlnění, které má být odstraněno, se zvolí vhodná indukčnost a kapacita pro vytvoření filtračního obvodu, který může zvlnění obecně velmi dobře snížit.
Pokud je místo vzorkování vybráno před LC filtrem (Pa), výstupní napětí se sníží. Protože jakýkoli induktor má stejnosměrný odpor, při výstupu proudu dojde k poklesu napětí na induktoru, což má za následek pokles výstupního napětí napájecího zdroje. A tento pokles napětí se mění s výstupním proudem.
Vzorkovací místo se volí za LC filtrem (Pb), aby výstupní napětí bylo napětí, jaké chceme. To však zavádí indukčnost a kondenzátor uvnitř energetického systému, což může způsobit nestabilitu systému. Ohledně stability systému bylo zavedeno mnoho informací, takže zde nebudu podrobně psát.
3. Po přepnutí výstupu napájení připojte LDO filtr
Toto je nejefektivnější způsob, jak snížit zvlnění a šum, výstupní napětí je konstantní a není třeba měnit původní zpětnovazební systém, ale je to také metoda s nejvyššími náklady a nejvyšší spotřebou energie. Každý LDO má indikátor: poměr potlačení hluku. je křivka frekvence-dB.
Pro snížení zvlnění. Velmi kritické je také uspořádání PCB spínaného zdroje, což je velmi obtížný problém. Existují specializovaní inženýři PCB spínaných zdrojů. U vysokofrekvenčního šumu, vzhledem k vysoké frekvenci a velké amplitudě, má sice post-stage filtrování určitý efekt, ale efekt není zřejmý. V této oblasti existuje speciální výzkum a jednoduchým způsobem je připojení kapacity C nebo RC nebo sériové indukčnosti na diodu.
4. Připojte kondenzátor C nebo RC na diodu
Když se dioda zapíná a vypíná vysokou rychlostí, je třeba vzít v úvahu parazitní parametry. Během doby zpětného zotavení diody se ekvivalentní indukčnost a ekvivalentní kapacita stanou RC oscilátorem, který generuje vysokofrekvenční oscilace. Aby bylo možné toto vysokofrekvenční kmitání potlačit, je třeba paralelně přes diodu zapojit kondenzátor C nebo RC odlehčovací síť. Odpor je obecně 10Ω-100Ω a kapacita je 4,7pF-2,2nF.
Hodnotu kondenzátoru C nebo RC připojeného paralelně k diodě lze určit pouze metodou pokus-omyl. Pokud není zvolen správně, způsobí vážnější oscilace.
Pokud jsou požadavky na vysokofrekvenční šum přísné, lze použít technologii měkkého spínání. Existuje mnoho knih věnovaných měkkému přepínání.
5. Po diodě následuje induktor (EMI filtr)
Toto je také běžně používaná metoda pro potlačení vysokofrekvenčního šumu. Zaměření na frekvenci generování šumu může také výběr vhodného indukčního prvku účinně potlačit šum. Je třeba poznamenat, že jmenovitý proud induktoru by měl splňovat skutečné požadavky. Relativně jednoduchá metoda nebude podrobně vysvětlena.
