Opatření ke snížení zvlnění a šumového napětí ve spínaných zdrojích
Ve srovnání s lineárními napájecími zdroji mají spínané napájecí zdroje (včetně AC/DC konvertorů, DC/DC konvertorů, AC/DC modulů a DC/DC modulů) nejvýznamnější výhodu vysoké účinnosti konverze, která může obecně dosáhnout 8{{7 }} procent až 85 procent a až 90 procent až 97 procent; Za druhé, spínaný zdroj používá vysokofrekvenční transformátory namísto objemných transformátorů silové frekvence, což nejen snižuje hmotnost, ale také snižuje objem, což má za následek stále širší škálu aplikací. Nevýhodou spínaného zdroje je však to, že jeho spínací tranzistor pracuje ve vysokofrekvenčním spínacím stavu a výstupní zvlnění a šumové napětí jsou poměrně velké, obvykle kolem 1 procenta výstupního napětí (nízké je asi 0,5 procenta výstupního napětí). výstupní napětí). Nejlepší výrobek má také zvlnění a šumové napětí v řádu desítek mV; Nastavovací trubice lineárního napájecího zdroje pracuje v lineárním stavu, bez zvlnění napětí a výstupní šumové napětí je také malé, s jednotkou μV.
Tento článek stručně uvádí příčiny a metody měření zvlnění a šumu generovaného spínanými zdroji, měřicími zařízeními, měřícími etalony a opatřeními ke snížení zvlnění a šumu.
1, Důvody pro vznik vlnění a hluku:
Na výstupu spínaného zdroje není čisté stejnosměrné napětí, ale uvnitř jsou nějaké střídavé složky, které jsou způsobeny vlněním a šumem. Zvlnění je kolísání výstupního stejnosměrného napětí, které souvisí se spínací činností spínaného zdroje. V každém procesu otevírání a zavírání je elektrická energie "pumpována" ze vstupního konce na výstupní konec, čímž vzniká proces nabíjení a vybíjení, jehož výsledkem jsou kolísání výstupního napětí s frekvencí podobnou frekvenci spínače. Napětí zvlnění je špičková hodnota mezi vrcholy a prohlubněmi zvlnění a jeho velikost souvisí s kapacitou a kvalitou vstupních a výstupních kondenzátorů spínaného zdroje.
Existují dva důvody pro generování hluku: jeden je generován samotným spínaným zdrojem; Dalším typem je rušení od externích elektromagnetických polí (EMI), které se může do spínaného zdroje dostat zářením nebo vstupem přes elektrické vedení. Hluk generovaný samotným spínacím zdrojem je vysokofrekvenční pulsní sled způsobený ostrými pulsy generovanými v okamžiku vedení a přerušení spínače, známé také jako spínací šum. Frekvence sledu šumových pulzů je mnohem vyšší než spínací frekvence a šumové napětí je jeho špičková hodnota. Amplituda šumového napětí do značné míry souvisí s topologií spínaného zdroje, parazitním stavem v obvodu a návrhem DPS.
2, Opatření ke snížení zvlnění a šumového napětí:
Kromě spínacího šumu prochází vstup spínaného napájecího zdroje v AC/DC měniči usměrněním celé vlny a filtrací kondenzátoru a průběh proudu je pulzní, jak je znázorněno na obrázku 17 (Obrázek a ukazuje obvod usměrnění a filtrování celé vlny a b ukazuje průběhy napětí a proudu). V průběhu proudu jsou harmonické vyšší řády, které zvýší výstupní šum. Dobrý spínaný zdroj (konvertor AC/DC) přidal do obvodu obvod korekce účiníku (PFC), díky kterému se výstupní proud blíží sinusové vlně, snižuje harmonické vyšší řády a zvyšuje účiník na přibližně {{3} }.95, snížení znečištění elektrické sítě.
