Příčiny vlnění a hluku ve spínaných zdrojích
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, čímž se vytváří 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.
Tvar vlny zvlnění a šumu lze vidět pomocí osciloskopu, jak je znázorněno na obrázku 1. Frekvence zvlnění je stejná jako frekvence spínací trubice, zatímco frekvence šumu je dvojnásobná než frekvence spínací trubice. Součet špičkových hodnot napětí zvlnění a šumového napětí je napětí zvlnění a šumu, vyjádřené v mVp-p.
Metody měření vlnění a šumu
Zvlnění a šumové napětí jsou jedním z hlavních výkonových parametrů spínaných zdrojů, takže jak je přesně měřit, je velmi důležitá otázka. V současné době je metodou měření zvlnění a šumového napětí širokopásmový osciloskop, který dokáže přesně měřit hodnoty zvlnění a šumového napětí.
Vzhledem k široké škále spínacích zdrojů (s různými topologiemi, pracovními frekvencemi, výstupním výkonem a technickými požadavky) používají různí výrobci metody měření osciloskopem a měřicí zařízení nejsou zcela stejná. Proto má každá továrna svůj vlastní standard pro měření různých spínacích zdrojů napájení, což je podnikový standard.
Blokové schéma zařízení pro měření zvlnění a šumu pomocí osciloskopu je na obrázku 2. Skládá se z testovaného spínaného zdroje, zátěže, osciloskopu a měřicí kabeláže. Některá měřicí zařízení mají také napájené součástky, jako jsou induktory, kondenzátory a odpory.
