Opatrenia na zníženie zvlnenia a šumového napätia v spínaných zdrojoch
V porovnaní s lineárnymi zdrojmi napájania majú spínané zdroje napájania (vrátane meničov AC/DC, konvertorov DC/DC, modulov AC/DC a modulov DC/DC) najvýznamnejšiu výhodu vysokej účinnosti konverzie, ktorá môže vo všeobecnosti dosiahnuť 8{{7 }} percent až 85 percent a až 90 percent až 97 percent; Po druhé, spínaný zdroj využíva vysokofrekvenčné transformátory namiesto objemných výkonových frekvenčných transformátorov, čo nielen znižuje hmotnosť, ale aj objem, čo vedie k čoraz širšej škále aplikácií. Nevýhodou spínaného zdroja je však to, že jeho spínací tranzistor pracuje vo vysokofrekvenčnom spínacom stave a výstupné zvlnenie a šumové napätie sú relatívne veľké, zvyčajne okolo 1 percenta výstupného napätia (nízke je asi 0,5 percenta výstupného napätia). výstupné napätie). Najlepší produkt má aj zvlnenie a šumové napätie v desiatkach mV; Nastavovacia trubica lineárneho napájacieho zdroja pracuje v lineárnom stave, bez zvlnenia napätia a výstupné šumové napätie je tiež malé, s jednotkou μV.
Tento článok stručne predstavuje príčiny a metódy merania zvlnenia a šumu generovaného spínanými zdrojmi napájania, meracími prístrojmi, meracími štandardmi a opatreniami na zníženie zvlnenia a hluku.
1, Dôvody pre vznik vlnenia a hluku:
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.
2, Opatrenia na zníženie zvlnenia a šumového napätia:
Okrem spínacieho šumu sa vstup spínaného zdroja v AC/DC prevodníku podrobuje úplnému usmerňovaniu vĺn a filtrovaniu kondenzátora a priebeh prúdu je pulzný, ako je znázornené na obrázku 17 (obrázok a zobrazuje obvod usmerňovania a filtrovania celej vlny a b zobrazuje priebehy napätia a prúdu). V prúdovej vlne sú harmonické vyššieho rádu, ktoré zvýšia výstup šumu. Dobrý spínaný napájací zdroj (konvertor AC/DC) pridal do obvodu obvod korekcie účinníka (PFC), čím sa výstupný prúd približuje sínusovej vlne, čím sa redukujú harmonické vysoké rády a zvyšuje sa účinník na približne {{3} }.95, čím sa zníži znečistenie elektrickej siete.
