Ako zabrániť zvlneniu spínaného napájania
Generovanie zvlnenia v spínaných zdrojoch napájania
Naším cieľom je znížiť výstupné zvlnenie na tolerovateľnú úroveň a základným riešením na dosiahnutie tohto cieľa je vyhnúť sa generovaniu zvlnenia v maximálnej možnej miere. Po prvé, musíme objasniť typy a príčiny zvlnenia v spínanom napájacom zdroji.
Po prepnutí spínača SWITCH prúd v induktore L tiež kolíše hore a dole v rámci efektívnej hodnoty výstupného prúdu. Takže na výstupnom konci bude tiež zvlnenie s rovnakou frekvenciou ako SWITCH, čo sa všeobecne označuje ako zvlnenie. Súvisí s kapacitou a ESR výstupného kondenzátora. Frekvencia tohto zvlnenia je rovnaká ako frekvencia spínaného zdroja, pohybuje sa od desiatok do stoviek kHz.
Okrem toho SWITCH vo všeobecnosti používa bipolárne tranzistory alebo MOSFETy. Bez ohľadu na to, ktorý z nich sa použije, pri zapnutí a vypnutí bude existovať čas nábehu a čas poklesu. V tomto bode sa v obvode objaví šum s rovnakou frekvenciou alebo nepárnymi násobkami času nábehu a poklesu SWITCH, zvyčajne v rozsahu desiatok MHz. V momente spätného zotavenia je ekvivalentný obvod diódy D sériovým zapojením odporu, kapacity a indukčnosti, ktoré môžu spôsobiť rezonanciu a generovať šumové frekvencie niekoľko desiatok MHz. Tieto dva typy hluku sa všeobecne nazývajú vysokofrekvenčný šum a ich amplitúda je zvyčajne oveľa väčšia ako zvlnenie.
Ak ide o AC/DC menič, okrem vyššie uvedených dvoch typov zvlnenia (šumu) existuje aj striedavý šum, čo je frekvencia vstupného AC zdroja, okolo 50-60Hz. Existuje tiež typ šumu v spoločnom režime, ktorý je spôsobený ekvivalentnou kapacitou generovanou napájacími zariadeniami mnohých spínaných napájacích zdrojov používajúcich kryty ako chladiče. Keďže sa zaoberám výskumom a vývojom automobilovej elektroniky, som menej vystavený posledným dvom typom hluku, takže o nich momentálne neuvažujem.
Meranie zvlnenia v spínanom napájacom zdroji
Základné požiadavky: Použite striedavú väzbu osciloskopu, limit šírky pásma 20 MHz, odpojte uzemňovací vodič sondy
1. AC väzba je proces odstránenia superponovaného jednosmerného napätia na získanie správneho tvaru vlny.
2. Otvorenie limitu šírky pásma 20 MHz má zabrániť rušeniu vysokofrekvenčným šumom a zabrániť chybám merania. Vzhľadom na veľkú amplitúdu vysokofrekvenčných komponentov by sa mali počas merania odstrániť.
3. Odpojte uzemňovaciu svorku sondy osciloskopu a zmerajte pomocou uzemňovacieho krúžku, aby ste znížili rušenie. Mnohé časti nemajú uzemňovacie krúžky a ak je chyba prijateľná, môžu sa priamo merať pomocou uzemňovacej svorky sondy. Tento faktor by sa však mal brať do úvahy pri určovaní, či je kvalifikovaný.
Ďalším bodom je použitie 50 Ω terminálu. Podľa informácií na osciloskope Yokogawa meria 50 Ω modul AC zložku po odstránení DC zložky. Máloktorý osciloskop je však vybavený takými špecializovanými sondami. Vo väčšine prípadov sa na meranie používajú štandardné sondy v rozsahu od 100K Ω do 10M Ω a dopad je v súčasnosti nejasný.
Vyššie uvedené sú základné opatrenia pri meraní zvlnenia spínača. Ak sa sonda osciloskopu priamo nedotýka výstupného bodu, malo by sa to merať pomocou krútených párov alebo 50 Ω koaxiálnych káblov.
Pri meraní vysokofrekvenčného šumu je plné priepustné pásmo osciloskopu vo všeobecnosti v rozsahu niekoľko stoviek megahertzov až GHz. Ostatné sú rovnaké ako vyššie. Rôzne spoločnosti môžu mať rôzne testovacie metódy. V konečnom dôsledku je dôležité jasne pochopiť výsledky vlastných testov** Aby ste získali uznanie zákazníkov.
