Pārslēgšanas jaudas pulsācija ir neizbēgama. Mūsu galvenais mērķis ir samazināt izejas pulsāciju līdz pieļaujamam līmenim. Visbūtiskākais risinājums šī mērķa sasniegšanai ir izvairīties no viļņu rašanās. Pirmkārt Un cēlonis.
Ar SLĒDŽA slēdzi arī strāva induktivitātē L svārstās uz augšu un uz leju pie derīgās izejas strāvas vērtības. Tāpēc izejas galā būs arī pulsācija, kas ir tāda pati kā Switch. Parasti uz to attiecas ribas viļņi, kas ir saistīti ar izejas kondensatora un ESR jaudu. Šīs pulsācijas frekvence ir tāda pati kā komutācijas barošanas avotam ar diapazonu no desmitiem līdz simtiem kHz.
Turklāt Switch parasti izmanto bipolārus tranzistorus vai MOSFET. Neatkarīgi no tā, kurš no tiem ir ieslēgts un miris, tas palielināsies un samazināsies. Šajā laikā ķēdē nebūs trokšņa, kas ir vienāds ar pieauguma laiku kā slēdža pieauguma samazinājuma laiks vai dažas reizes, un parasti ir desmitiem MHz. Līdzīgi, diode D ir apgrieztā atkopšanā. Līdzvērtīga ķēde ir pretestības kondensatoru un induktoru virkne, kas izraisīs rezonansi, un trokšņa frekvence ir desmitiem MHz. Šos divus trokšņus parasti sauc par augstfrekvences troksni, un amplitūda parasti ir daudz lielāka par pulsāciju.
Ja tas ir maiņstrāvas / līdzstrāvas pārveidotājs, papildus iepriekšminētajiem diviem viļņiem (troksnis) ir arī maiņstrāvas troksnis. Frekvence ir ieejas maiņstrāvas avota frekvence, aptuveni 50-60 Hz. Ir arī koprežīmu troksnis, jo daudzu komutācijas barošanas avotu barošanas ierīce izmanto apvalku kā radiatoru, kas rada līdzvērtīgu kapacitāti.
Komutācijas jaudas pulsāciju mērīšana
Pamatprasības:
Savienojums ar osciloskopu AC
20MHz joslas platuma ierobežojums
Atvienojiet zondes zemējuma vadu
1.Maiņstrāvas savienojums ir paredzēts, lai noņemtu superpozīcijas līdzstrāvas spriegumu un iegūtu precīzu viļņu formu.
2. 20MHz joslas platuma ierobežojuma atvēršana ir paredzēta, lai novērstu augstfrekvences trokšņu traucējumus un novērstu kļūdu. Tā kā augstfrekvences kompozīcijas amplitūda ir liela, mērīšanas laikā tā ir jānoņem.
3. Atvienojiet osciloskopa zondes zemējuma spaili un izmantojiet zemes mērījumu mērījumus, lai samazinātu traucējumus. Daudzām nodaļām nav zemējuma gredzenu. Bet ņemiet vērā šo faktoru, vērtējot, vai tas ir kvalificēts.
Vēl viens punkts ir izmantot 50Ω termināli. Saskaņā ar osciloskopa informāciju 50Ω modulim ir jānoņem līdzstrāvas komponents un precīzi jāmēra maiņstrāvas komponents. Tomēr ir maz osciloskopu ar šādām īpašām zondēm. Vairumā gadījumu tiek izmantotas zondes no 100kΩ līdz 10MΩ, kas īslaicīgi ir neskaidrs.
Iepriekš minētie ir pamata piesardzības pasākumi, mērot pārslēgšanas pulsāciju. Ja osciloskopa zonde nav tieši pakļauta izejas punktam, tā jāmēra ar savītām līnijām vai 50Ω koaksiālajiem kabeļiem.
Mērot augstfrekvences troksni, osciloskopa pilna josla parasti ir simtiem mega līdz GHz. Citi ir tādi paši kā iepriekš. Iespējams, dažādiem uzņēmumiem ir dažādas pārbaudes metodes. Visbeidzot, jums jāzina jūsu testa rezultāti.
Par osciloskopu:
Daži digitālie osciloskopi nevar pareizi izmērīt viļņus traucējumu un uzglabāšanas dziļuma dēļ. Šajā laikā osciloskops ir jānomaina. Dažreiz, lai gan vecā simulācijas osciloskopa joslas platums ir tikai desmitiem mega, veiktspēja ir labāka nekā digitālajam osciloskopam.
Pārslēgšanas jaudas viļņošanās kavēšana
Pārslēgšanai viļņi teorētiski un faktiski pastāv. Ir trīs veidi, kā to nomākt vai samazināt:
1. Palieliniet induktivitāti un izejas kondensatora filtrēšanu
Saskaņā ar komutācijas barošanas avota formulu strāvas svārstību lielums un induktīvās induktivitātes induktivitātes vērtība kļūst apgriezti proporcionāla, un izejas pulsācijas un izejas kondensatori ir apgriezti proporcionāli. Tāpēc elektrisko un izejas kondensatoru palielināšana var samazināt pulsāciju.
Augšējā attēlā ir redzama strāvas viļņa forma komutācijas barošanas avota induktorā L. Tās pulsācijas strāvu △ i var aprēķināt pēc šādas formulas:
Var redzēt, ka, palielinot L vērtību vai palielinot pārslēgšanas frekvenci, var samazināt strāvas svārstības induktivitātē.
Līdzīgi, attiecības starp izejas pulsācijām un izejas kondensatoriem: VRIPPLE = IMAX/(CO × F). Var redzēt, ka izejas kondensatora vērtības palielināšana var samazināt pulsāciju.
Parastā metode ir izmantot alumīnija elektrolītiskos kondensatorus izejas kapacitātei, lai sasniegtu lielas jaudas mērķi. Tomēr elektrolītiskie kondensatori nav īpaši efektīvi augstfrekvences trokšņu slāpēšanā, un ESR ir salīdzinoši liels, tāpēc tam blakus tiks pievienots keramiskais kondensators, lai kompensētu alumīnija elektrolītisko kondensatoru trūkumu.
Tajā pašā laikā, kad darbojas barošanas avots, ieejas spailes VIN spriegums nemainās, bet strāva mainās ar slēdzi. Šobrīd ieejas barošanas avots nenodrošina strāvu, parasti strāvas ievades spailes tuvumā (ņemot vērā, piemēram, buck tipu, atrodas netālu no Switch), un savieno kapacitāti, lai nodrošinātu strāvu.
Pēc šī pretpasākuma piemērošanas Buck slēdža barošanas avots ir parādīts zemāk esošajā attēlā:
Iepriekš minētā pieeja aprobežojas ar viļņu samazināšanu. Skaļuma ierobežojuma dēļ induktivitāte nebūs ļoti liela; izejas kondensators palielinās līdz noteiktai pakāpei, un nav acīmredzamas ietekmes uz viļņu samazināšanos; pārslēgšanas frekvences palielināšana palielinās slēdža zudumus. Tātad, ja prasības ir stingras, šī metode nav īpaši laba.
Komutācijas barošanas avota principus varat skatīt dažāda veida komutācijas jaudas projektēšanas rokasgrāmatās.
2. Divu līmeņu filtrēšana ir pirmā līmeņa LC filtru pievienošana
LC filtra inhibējošā ietekme uz trokšņa pulsāciju ir salīdzinoši acīmredzama. Atbilstoši noņemamajai pulsācijas frekvencei izvēlieties atbilstošo induktora kondensatoru, lai izveidotu filtra ķēdi. Parasti tas var labi samazināt viļņus. Šajā gadījumā jums jāņem vērā atgriezeniskās saites sprieguma paraugu ņemšanas punkts. (Kā parādīts zemāk)
Paraugu ņemšanas punkts tiek izvēlēts pirms LC filtra (PA), un izejas spriegums tiks samazināts. Tā kā jebkurai induktivitātei ir līdzstrāvas pretestība, tad, ja ir strāvas izvade, induktivitātē būs sprieguma kritums, kā rezultātā samazināsies barošanas avota izejas spriegums. Un šis sprieguma kritums mainās līdz ar izejas strāvu.
Paraugu ņemšanas punkts tiek izvēlēts pēc LC filtra (PB), lai izejas spriegums būtu vēlamais spriegums. Tomēr energosistēmā ir ieviesta induktivitāte un kondensators, kas var izraisīt sistēmas nestabilitāti.
3. Pēc komutācijas barošanas avota izejas pievienojiet LDO filtrēšanu
Tas ir visefektīvākais veids, kā samazināt viļņus un troksni. Izejas spriegums ir nemainīgs, un tam nav jāmaina sākotnējā atgriezeniskās saites sistēma, taču tas ir arī visrentablākais un lielākais enerģijas patēriņš.
Jebkuram LDO ir indikators: trokšņu slāpēšanas koeficients. Tā ir frekvences-DB līkne, kā parādīts zemāk esošajā attēlā, ir LT3024 LT3024 līkne.
Pēc LDO pārslēgšanās pulsācija parasti ir zem 10 mV. Šis attēls ir salīdzinājums viļņiem pirms un pēc LDO:
Salīdzinot ar iepriekš redzamā attēla līkni un viļņu formu kreisajā pusē, var redzēt, ka LDO inhibējošā iedarbība ir ļoti laba pārslēgšanas viļņiem simtiem KHz. Bet augstfrekvences diapazonā LDO efekts nav tik ideāls.
Samaziniet viļņus. Arī komutācijas barošanas avota PCB vadi ir ļoti svarīgi. Augstfrekvences trokšņa gadījumā augstās frekvences lielās frekvences dēļ, lai gan pēcpakāpes filtrēšanai ir zināms efekts, efekts nav acīmredzams. Šajā sakarā ir īpaši pētījumi. Vienkāršākā pieeja ir atrasties uz diodes un kapacitātes C vai RC vai savienot induktivitāti virknē.
Iepriekš redzamais skaitlis ir līdzvērtīga faktiskās diodes ķēde. Ja diode ir ātrdarbīga, jāņem vērā parazītu parametri. Diodes reversās atkopšanas laikā ekvivalentā induktivitāte un līdzvērtīgā kapacitāte kļuva par RC oscilatoru, radot augstas frekvences svārstības. Lai nomāktu šīs augstfrekvences svārstības, abos diodes galos ir jāpievieno kapacitātes C vai RC bufertīkls. Pretestība parasti ir 10Ω-100 ω, un kapacitāte ir 4,7PF-2,2NF.
Diodes C vai RC kapacitāti C vai RC var noteikt, veicot atkārtotus testus. Ja tas nav pareizi izvēlēts, tas izraisīs nopietnākas svārstības.
Publicēšanas laiks: 08.07.2023
