Jak zapobiegać powstawaniu tętnień mocy
Po włączeniu przełącznika SWITCH prąd w cewce L również zmienia się w górę i w dół zgodnie ze skuteczną wartością prądu wyjściowego. Zatem tętnienie o tej samej częstotliwości co PRZEŁĄCZNIK pojawi się również na końcu wyjściowym, co jest ogólnie określane jako tętnienie. Jest to związane z pojemnością kondensatora wyjściowego i ESR.
Jak stłumić generowanie tętnienia zasilania impulsowego? Naszym celem jest zmniejszenie tętnienia wyjściowego do akceptowalnego poziomu, a najbardziej podstawowym rozwiązaniem pozwalającym osiągnąć ten cel jest:
Generacja tętnienia w zasilaczach impulsowych
Naszym celem jest zmniejszenie tętnienia wyjściowego do akceptowalnego poziomu, a najbardziej podstawowym rozwiązaniem pozwalającym osiągnąć ten cel jest unikanie generowania tętnienia w jak największym stopniu. Po pierwsze, musimy wyjaśnić rodzaje i przyczyny tętnienia przełączania zasilania.
Po włączeniu przełącznika SWITCH prąd w cewce L również zmienia się w górę i w dół zgodnie ze skuteczną wartością prądu wyjściowego. Zatem tętnienie o tej samej częstotliwości co PRZEŁĄCZNIK pojawi się również na końcu wyjściowym, co jest ogólnie określane jako tętnienie. Jest to związane z pojemnością kondensatora wyjściowego i ESR. Częstotliwość tego tętnienia jest taka sama jak częstotliwość zasilacza impulsowego i waha się od dziesiątek do setek kHz.
Ponadto przełączniki SWITCH zazwyczaj wykorzystują tranzystory bipolarne lub tranzystory MOSFET, niezależnie od typu, podczas ich przewodzenia i odcięcia będzie czas narastania i opadania. W tym momencie w obwodzie pojawi się szum o tej samej częstotliwości, co czas narastania i opadania PRZEŁĄCZNIKA lub nieparzyste wielokrotności, zwykle kilkadziesiąt MHz. Podobnie w momencie powrotu do stanu pierwotnego obwód zastępczy diody D jest szeregowym połączeniem rezystorów, kondensatorów i cewek, które mogą powodować rezonans i generować szumy o częstotliwości kilkudziesięciu MHz. Te dwa rodzaje szumu nazywane są ogólnie szumem o wysokiej częstotliwości, a ich amplituda jest zwykle znacznie większa niż tętnienie.
Jeżeli jest to przetwornica AC/DC, oprócz wspomnianych powyżej dwóch typów tętnienia (szumu), występuje również szum prądu przemiennego. Częstotliwość to częstotliwość wejściowego zasilacza prądu przemiennego, która wynosi około 50-60 Hz. Występuje również szum w trybie wspólnym, spowodowany pojemnością zastępczą generowaną przez zastosowanie obudów jako radiatorów w wielu urządzeniach zasilających zasilaczy impulsowych. Ponieważ zajmuję się badaniami i rozwojem elektroniki samochodowej, nie biorę pod uwagę dwóch ostatnich rodzajów hałasu ze względu na moje ograniczone narażenie.
Pomiar tętnienia zasilacza impulsowego
Podstawowe wymagania: Użyj sprzężenia AC oscyloskopu, ograniczenia pasma 20 MHz, odłącz przewód uziemiający sondy
1. Sprzężenie AC polega na usunięciu nałożonego napięcia stałego i uzyskaniu prawidłowego przebiegu.
2. Otwarcie limitu pasma 20 MHz ma na celu zapobieganie zakłóceniom powodowanym przez szum o wysokiej częstotliwości i zapobieganie błędom pomiaru. Ze względu na dużą amplitudę składowych o wysokiej częstotliwości, podczas pomiaru należy je usunąć.
3. Odłącz zacisk uziemiający sondy oscyloskopu i użyj pierścienia uziemiającego do pomiaru, aby zmniejszyć zakłócenia. Wiele części nie ma pierścienia uziemiającego, a jeśli błąd jest dopuszczalny, można go 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. Jak wspomniano w danych oscyloskopu Yokogawa, moduł 50 Ω mierzy składową AC po usunięciu składowej stałej. Niewiele jest jednak oscyloskopów wyposażonych w tak wyspecjalizowane sondy i w większości przypadków do pomiaru wykorzystywane są standardowe sondy od 100K Ω do 10M Ω, co chwilowo wpływa na klarowność.
Powyższe środki ostrożności są podstawowe podczas pomiaru tętnienia przełącznika. Jeżeli sonda oscyloskopowa nie styka się bezpośrednio z punktem wyjściowym, należy dokonać pomiaru za pomocą skrętki dwużyłowej lub kabla koncentrycznego 50 Ω.
Do pomiaru szumu o wysokiej częstotliwości należy używać pełnego pasma oscyloskopu, zwykle w zakresie od setek megabitów do GHz. Pozostałe są takie same jak powyżej. Różne firmy mogą mieć różne metody testowania. Ostatecznie ważne jest, aby dobrze zrozumieć wyniki testu. Wreszcie musimy zdobyć uznanie klientów.
