Lülitusvõimsuse pulsatsioon on vältimatu. Meie lõppeesmärk on vähendada väljundi pulsatsiooni talutavale tasemele. Kõige olulisem lahendus selle eesmärgi saavutamiseks on vältida lainetuse teket. Esiteks Ja põhjus.
LÜLITI lülitiga kõigub ka vool induktiivsuses L üles-alla väljundvoolu kehtiva väärtuse juures. Seetõttu on väljundis ka pulsatsioon, mis on sama sagedusega kui Switchil. Üldiselt viitavad sellele riberi lainetused, mis on seotud väljundkondensaatori ja ESR-i võimsusega. Selle pulsatsiooni sagedus on sama, mis lülitustoiteallikal, vahemikus kümneid kuni sadu kHz.
Lisaks kasutab Switch üldiselt bipolaarseid transistore või MOSFETe. Olenemata sellest, milline neist on, on tõusu- ja langusaega, kui see on sisse lülitatud ja välja lülitatud. Sel ajal ei ole vooluringis müra, mis on võrdne lüliti tõusu aeglustumisajaga või mõne korra suurendamise ajaga ja on tavaliselt kümneid MHz. Samamoodi on diood D vastupidises taastumises. Samaväärne ahel on takistuskondensaatorite ja induktiivpoolide seeria, mis põhjustab resonantsi ja müra sagedus on kümneid MHz. Neid kahte müra nimetatakse üldiselt kõrgsageduslikuks müraks ja amplituud on tavaliselt palju suurem kui pulsatsioon.
Kui see on AC / DC muundur, siis lisaks ülaltoodud kahele pulsatsioonile (müra) on ka vahelduvvoolu müra. Sagedus on vahelduvvoolu toiteallika sagedus, umbes 50–60 Hz. Esineb ka ühisrežiimi müra, kuna paljude lülitustoiteallikate toiteseade kasutab radiaatorina kesta, mis toodab samaväärse mahtuvuse.
Lülitusvõimsuse pulsatsiooni mõõtmine
Põhinõuded:
Ühendamine ostsilloskoobiga AC
20 MHz ribalaiuse piirang
Ühendage sondi maandusjuhe lahti
1. Vahelduvvoolu sidestus on mõeldud superpositsiooni alalispinge eemaldamiseks ja täpse lainekuju saamiseks.
2. 20 MHz ribalaiuse piirangu avamine on kõrge sagedusega müra häirete ja tõrke vältimiseks. Kuna kõrgsagedusliku kompositsiooni amplituud on suur, tuleks see mõõtmisel eemaldada.
3. Eemaldage ostsilloskoobi sondi maandusklamber ja kasutage häirete vähendamiseks maapinna mõõtmise mõõtmist. Paljudel osakondadel pole maandusrõngaid. Kuid arvestage seda tegurit, kui otsustate, kas see on kvalifitseeritud.
Teine punkt on kasutada 50Ω terminali. Ostsilloskoobi teabe kohaselt on 50Ω moodul alalisvoolukomponendi eemaldamiseks ja vahelduvvoolu komponendi täpseks mõõtmiseks. Selliste spetsiaalsete sondidega ostsilloskoope on aga vähe. Enamasti kasutatakse sonde 100kΩ kuni 10MΩ, mis on ajutiselt ebaselge.
Ülaltoodud on põhilised ettevaatusabinõud lülituspulsatsiooni mõõtmisel. Kui ostsilloskoobi sond ei puutu otseselt väljundpunktiga kokku, tuleks seda mõõta keerdjoonte või 50Ω koaksiaalkaablitega.
Kõrgsagedusliku müra mõõtmisel on ostsilloskoobi täissagedus tavaliselt sadade mega kuni GHz. Teised on samad, mis ülaltoodud. Võib-olla on erinevatel ettevõtetel erinevad katsemeetodid. Lõppanalüüsis peate teadma oma testi tulemusi.
Ostsilloskoobi kohta:
Mõni digitaalne ostsilloskoop ei saa häirete ja salvestussügavuse tõttu lainetust õigesti mõõta. Sel ajal tuleks ostsilloskoop välja vahetada. Mõnikord, kuigi vana simulatsiooniostsilloskoobi ribalaius on vaid kümneid mega, on jõudlus parem kui digitaalsel ostsilloskoobil.
Lülitusvõimsuse pulsatsiooni pärssimine
Pulsatsioonide vahetamiseks on teoreetiliselt ja tegelikult olemas. Selle mahasurumiseks või vähendamiseks on kolm võimalust:
1. Suurendage induktiivsust ja väljundkondensaatori filtreerimist
Lülitustoiteallika valemi järgi muutuvad induktiiv-induktiivsuse voolu kõikumise suurus ja induktiivsuse väärtus pöördvõrdeliseks ning väljundi pulsatsioonid ja väljundkondensaatorid on pöördvõrdelised. Seetõttu võib elektri- ja väljundkondensaatorite suurendamine vähendada lainetust.
Ülaltoodud pildil on voolu lainekuju lülitustoite induktiivpoolis L. Selle pulsatsioonivoolu △ i saab arvutada järgmise valemi abil:
On näha, et L väärtuse suurendamine või lülitussageduse suurendamine võib vähendada induktiivsuse voolukõikumisi.
Samamoodi on seos väljundi pulsatsioonide ja väljundkondensaatorite vahel: VRIPPLE = IMAX/(CO × F). On näha, et väljundkondensaatori väärtuse suurendamine võib pulsatsiooni vähendada.
Tavaline meetod on suure võimsuse eesmärgi saavutamiseks kasutada väljundmahtuvuse jaoks alumiiniumist elektrolüütkondensaatoreid. Kuid elektrolüütkondensaatorid ei ole kõrgsagedusliku müra summutamisel kuigi tõhusad ja ESR on suhteliselt suur, nii et see ühendab enda kõrvale keraamilise kondensaatori, et korvata alumiiniumist elektrolüütkondensaatorite puudumist.
Samal ajal, kui toiteallikas töötab, on sisendklemmi pinge VIN muutumatu, kuid vool muutub lülitiga. Praegusel ajal ei anna sisendtoiteallikas voolu hästi, tavaliselt voolu sisendklemmi lähedal (näiteks buck-tüübi puhul on see Switchi lähedal) ja ühendab mahtuvuse voolu tagamiseks.
Pärast selle vastumeetme rakendamist on Bucki lüliti toiteallikas näidatud alloleval joonisel:
Ülaltoodud lähenemisviis piirdub lainetuse vähendamisega. Helitugevuse piirangu tõttu ei ole induktiivsus väga suur; väljundkondensaator suureneb teatud määral ja lainetuse vähendamisel puudub ilmselge mõju; lülitussageduse suurendamine suurendab lülituskadu. Nii et kui nõuded on ranged, pole see meetod kuigi hea.
Lülitustoiteallika põhimõtete kohta saate tutvuda erinevat tüüpi lülitusvõimsuse projekteerimise juhenditega.
2. Kahetasemeline filtreerimine on esimese taseme LC-filtrite lisamine
LC-filtri pärssiv toime müra pulsatsioonile on suhteliselt ilmne. Vastavalt eemaldatavale pulsatsioonisagedusele valige filtriahela moodustamiseks sobiv induktiivkondensaator. Üldiselt võib see lainetust hästi vähendada. Sel juhul peate arvestama tagasiside pinge proovivõtupunktiga. (Nagu allpool näidatud)
Proovivõtupunkt valitakse enne LC-filtrit (PA) ja väljundpinget vähendatakse. Kuna igal induktiivsusel on alalisvoolu takistus, siis väljundvoolu korral tekib induktiivsuse pingelangus, mille tulemusena väheneb toiteallika väljundpinge. Ja see pingelang muutub koos väljundvooluga.
Proovivõtukoht valitakse pärast LC-filtrit (PB), nii et väljundpinge on soovitud pinge. Siiski on elektrisüsteemi sisse viidud induktiivsus ja kondensaator, mis võivad põhjustada süsteemi ebastabiilsust.
3. Pärast lülitustoiteallika väljundit ühendage LDO filtreerimine
See on kõige tõhusam viis lainetuse ja müra vähendamiseks. Väljundpinge on konstantne ega vaja algset tagasisidesüsteemi muutma, kuid see on ka kõige kuluefektiivsem ja kõige suurema voolutarbimisega.
Igal LDO-l on indikaator: mürasummutusaste. See on sagedus-DB kõver, nagu on näidatud alloleval joonisel, on LT3024 LT3024 kõver.
Pärast LDO-d on lülituspulsatsioon üldiselt alla 10 mV. Järgmine joonis on lainetuse võrdlus enne ja pärast LDO-d:
Võrreldes ülaltoodud joonise kõvera ja vasakpoolse lainekujuga, on näha, et LDO pärssiv toime on sadade KHz lülituslaine jaoks väga hea. Kuid kõrgsagedusvahemikus pole LDO mõju nii ideaalne.
Vähendage lainetust. Kriitiline on ka lülitustoiteallika PCB juhtmestik. Kõrgsagedusliku müra puhul pole kõrge sageduse suure sageduse tõttu mõju ilmne, kuigi etapijärgsel filtreerimisel on teatud mõju. Selle kohta on olemas spetsiaalsed uuringud. Lihtne lähenemine on olla dioodil ja mahtuvusel C või RC või ühendada induktiivsus järjestikku.
Ülaltoodud joonis on tegeliku dioodi samaväärne vooluring. Kui diood on kiire, tuleb arvestada parasiitide parameetritega. Dioodi vastupidise taastamise ajal muutus ekvivalentne induktiivsus ja ekvivalentne mahtuvus RC-ostsillaatoriks, mis tekitas kõrgsageduslikke võnkumisi. Selle kõrgsagedusliku võnkumise summutamiseks on vaja dioodi mõlemas otsas ühendada mahtuvusega C või RC puhvervõrk. Takistus on üldiselt 10Ω-100 ω ja mahtuvus 4,7PF-2,2NF.
Dioodi C või RC mahtuvust C või RC saab määrata korduvate katsetega. Kui see pole õigesti valitud, põhjustab see tugevamat võnkumist.
Postitusaeg: juuli-08-2023
