Príčiny zvlnenia a šumu pri spínaných zdrojoch napájania
Spínaný zdroj napájania (vrátane konvertora AC/DC, konvertora DC/DC, modulu AC/DC a modulu DC/DC) je v porovnaní s lineárnym zdrojom najvýznamnejšou výhodou vysoká účinnosť konverzie, vo všeobecnosti až 8{{7} }% až 85%, vysoké až 90% až 97%; Po druhé, spínané napájanie pomocou vysokofrekvenčného transformátora namiesto objemného frekvenčného transformátora sa znižuje nielen hmotnosť na zníženie veľkosti objemu, takže rozsah použitia je stále širší a širší. Nevýhodou spínaného zdroja je však jeho spínacia trubica pracujúca vo vysokofrekvenčnom spínacom stave, výstupné zvlnenie a šumové napätie je väčšie, spravidla okolo 1% výstupného napätia (nízke pre výstupné napätie 0,5% resp. takže), najlepšie produkty zvlnenia a šumového napätia sú tiež desiatky mV; a lineárna nastavovacia trubica napájacieho zdroja pracujúca v lineárnom stave, bez zvlnenia napätia, výstupné šumové napätie je tiež menšie, jednotka je μV.
Príčiny vlnenia a hluku
Výstup spínaného zdroja nie je čisté jednosmerné napätie, niektoré striedavé zložky, čo je spôsobené vlnením a šumom. Zvlnenie je kolísanie výstupného jednosmerného napätia a spínacia činnosť spínaného zdroja. Pri každom zapínaní a vypínaní je elektrická energia zo vstupu „pumpovaná“ na výstup, pričom vzniká proces nabíjania a vybíjania, čo má za následok kolísanie výstupného napätia, kolísanie rovnakej frekvencie a frekvencie spínania. Napätie zvlnenia je vrcholová hodnota medzi vrcholmi a údoliami zvlnenia a jeho veľkosť súvisí s kapacitou a kvalitou vstupných a výstupných kondenzátorov spínaného zdroja.
Existujú dve príčiny hluku, jedna je generovaná samotným spínaným zdrojom; druhým je rušenie vonkajších elektromagnetických polí (EMI), ktoré sa môžu dostať do spínaného zdroja žiarením alebo byť privedené do spínaného zdroja cez napájací kábel.
Hluk generovaný samotným spínaným zdrojom je vysokofrekvenčný impulz spôsobený ostrými impulzmi vyskytujúcimi sa v momente zapnutia a vypnutia, tiež známy ako spínací hluk. Frekvencia šumu je oveľa vyššia ako spínacia frekvencia a napätie šumu je jeho špičková hodnota. Amplitúda šumového napätia do značnej miery súvisí s topológiou spínaného zdroja, parazitnými stavmi v obvode a návrhom DPS.
Pomocou osciloskopu môžete vidieť priebehy vlnenia a šumu. Frekvencia zvlnenia je rovnaká ako frekvencia spínacej trubice, pričom frekvencia hluku je dvojnásobná oproti spínacej trubici. Súčet špičkovej hodnoty zvlnenia napätia a špičkovej hodnoty šumového napätia je zvlnenie a šumové napätie v mVp-p.
