Príčiny vlnenia a hluku v spínaných zdrojoch napájania
Na výstupe spínaného zdroja nie je čisté jednosmerné napätie, ale vo vnútri sú nejaké striedavé zložky, ktoré sú spôsobené vlnením a šumom. Zvlnenie je kolísanie výstupného jednosmerného napätia, ktoré súvisí so spínacou činnosťou spínaného zdroja. V každom procese otvárania a zatvárania je elektrická energia "pumpovaná" zo vstupného konca na výstupný koniec, čím sa vytvára proces nabíjania a vybíjania, čo vedie ku kolísaniu výstupného napätia s frekvenciou podobnou frekvencii spínača. Napätie zvlnenia je špičková hodnota medzi vrcholmi a údoliami zvlnenia a jeho veľkosť súvisí s kapacitou a kvalitou vstupných a výstupných kondenzátorov spínaného zdroja.
Existujú dva dôvody pre vznik hluku: jeden je generovaný samotným spínaným zdrojom; Ďalším typom je rušenie vonkajšími elektromagnetickými poľami (EMI), ktoré sa môže dostať do spínaného zdroja prostredníctvom žiarenia alebo vstupu cez elektrické vedenie.
Hluk generovaný samotným spínaným zdrojom je vysokofrekvenčný sled impulzov spôsobený ostrými impulzmi generovanými v momente vedenia a prerušenia spínača, tiež známy ako spínací šum. Frekvencia sledu šumových impulzov je oveľa vyššia ako spínacia frekvencia a napätie šumu je jeho vrcholom. Amplitúda šumového napätia do značnej miery súvisí s topológiou spínaného zdroja, parazitným stavom v obvode a návrhom DPS.
Tvar vlny zvlnenia a šumu je možné vidieť pomocou osciloskopu, ako je znázornené na obrázku 1. Frekvencia zvlnenia je rovnaká ako frekvencia spínacej elektrónky, zatiaľ čo frekvencia šumu je dvojnásobkom frekvencie spínacej elektrónky. Súčet špičkových hodnôt napätia zvlnenia a napätia šumu je napätie zvlnenia a šumu, vyjadrené v mVp-p.
Metódy merania zvlnenia a hluku
Zvlnenie a šumové napätie sú jedným z hlavných výkonových parametrov spínaných zdrojov, takže ako ich presne merať je veľmi dôležitá otázka. V súčasnosti je metódou merania zvlnenia a šumového napätia širokopásmový osciloskop, ktorý dokáže presne zmerať hodnoty zvlnenia a šumového napätia.
Kvôli širokej škále spínaných napájacích zdrojov (s rôznymi topológiami, prevádzkovými frekvenciami, výstupným výkonom a technickými požiadavkami) používajú rôzni výrobcovia metódy merania osciloskopom a meracie zariadenia nie sú úplne rovnaké. Preto má každá továreň svoj vlastný štandard na meranie rôznych spínaných zdrojov napájania, čo je podnikový štandard.
Bloková schéma zariadenia na meranie zvlnenia a šumu pomocou osciloskopu je na obrázku 2. Pozostáva z testovaného spínacieho zdroja, záťaže, osciloskopu a meracej kabeláže. Niektoré meracie prístroje majú tiež prispájkované komponenty, ako sú induktory, kondenzátory a odpory.
