Jak zapobiegać tętnieniom przełączania zasilania
Generacja tętnienia w zasilaczu impulsowym
Naszym celem jest zmniejszenie tętnienia wyjściowego do akceptowalnego poziomu, a podstawowym rozwiązaniem pozwalającym osiągnąć ten cel jest maksymalne unikanie powstawania tętnienia. Po pierwsze, musimy wyjaśnić rodzaje i przyczyny tętnienia w zasilaczu impulsowym.
Po przełączeniu SWITCH prąd w cewce L również waha się w górę i w dół w ramach wartości skutecznej prądu wyjściowego. Zatem na końcu wyjściowym pojawi się również tętnienie o tej samej częstotliwości co PRZEŁĄCZNIK, które jest ogólnie określane jako tętnienie. Jest to związane z pojemnością i ESR kondensatora wyjściowego. Częstotliwość tego tętnienia jest taka sama jak częstotliwość zasilacza impulsowego i waha się od dziesiątek do setek kHz.
Ponadto SWITCH zazwyczaj wykorzystuje tranzystory bipolarne lub MOSFET. Niezależnie od tego, który z nich zostanie użyty, po włączeniu i wyłączeniu będzie czas narastania i opadania. W tym momencie w obwodzie pojawi się szum o tej samej częstotliwości lub nieparzystych wielokrotnościach czasu narastania i opadania SWITCH, zwykle w zakresie dziesiątek MHz. W momencie powrotu do stanu pierwotnego obwód zastępczy diody D stanowi szeregowe połączenie rezystancji, pojemności i indukcyjności, które może powodować rezonans i generować szumy o częstotliwości kilkudziesięciu MHz. Te dwa rodzaje szumu są ogólnie nazywane szumem o wysokiej częstotliwości, a ich amplituda jest zwykle znacznie większa niż tętnienie.
Jeśli jest to przetwornica AC/DC, oprócz dwóch rodzajów tętnień (szumów) wspomnianych powyżej, występuje również szum AC, czyli częstotliwość wejściowego zasilania AC, około 50-60 Hz. Istnieje również rodzaj szumu w trybie wspólnym, który jest powodowany przez równoważną pojemność generowaną przez urządzenia zasilające wielu zasilaczy impulsowych wykorzystujących obudowy jako radiatory. Ponieważ zajmuję się badaniami i rozwojem elektroniki samochodowej, jestem mniej narażony na dwa ostatnie rodzaje hałasu, więc w tej chwili ich nie biorę pod uwagę.
Pomiar tętnienia w zasilaczu impulsowym
Podstawowe wymagania: Użyj sprzężenia AC oscyloskopu, szerokość pasma 20 MHz, odłącz przewód uziemiający sondy
1. Sprzężenie AC to proces usuwania nałożonego napięcia stałego w celu uzyskania prawidłowego kształtu fali.
2. Otwarcie limitu pasma 20 MHz ma na celu zapobieganie zakłóceniom powodowanym przez szum o wysokiej częstotliwości oraz zapobieganie błędom pomiaru. Ze względu na dużą amplitudę składowych o wysokiej częstotliwości, podczas pomiaru należy je usunąć.
3. Odłącz zacisk uziemiający sondy oscyloskopu i wykonaj pomiar za pomocą pierścienia uziemiającego, aby zmniejszyć zakłócenia. Wiele części nie ma pierścieni uziemiających i jeśli błąd jest akceptowalny, można je bezpośrednio zmierzyć za pomocą zacisku uziemiającego sondy. Jednak czynnik ten należy wziąć pod uwagę przy ustalaniu, czy jest on kwalifikowany.
Kolejną kwestią jest użycie zacisku 50 Ω. Według informacji na oscyloskopie Yokogawa moduł 50 Ω mierzy składową AC po usunięciu składowej stałej. Jednak niewiele oscyloskopów jest wyposażonych w tak wyspecjalizowane sondy. W większości przypadków do pomiarów używane są standardowe sondy o rezystancji od 100 K Ω do 10 M Ω, a ich wpływ jest obecnie niejasny.
Powyższe środki ostrożności są podstawowe podczas pomiaru tętnienia przełącznika. Jeżeli sonda oscyloskopowa nie ma bezpośredniego kontaktu z punktem wyjściowym, pomiar należy wykonać skrętką dwużyłową lub kablem koncentrycznym 50 Ω.
Podczas pomiaru szumu o wysokiej częstotliwości pełne pasmo przenoszenia oscyloskopu mieści się zazwyczaj w zakresie kilkuset megaherców do GHz. Pozostałe są takie same jak powyżej. Różne firmy mogą mieć różne metody testowania. Ostatecznie ważne jest, aby dobrze rozumieć wyniki własnych testów**. Aby zyskać uznanie klientów.
