Tłumienie tętnień w zasilaczu impulsowym
Do przełączania tętnień, zarówno w teorii, jak iw praktyce musi istnieć. Zwykle istnieje pięć sposobów na jego stłumienie lub zmniejszenie:
1. Zwiększ indukcyjność i filtr kondensatora wyjściowego
Zgodnie ze wzorem zasilacza impulsowego fluktuacja prądu w cewce indukcyjnej jest odwrotnie proporcjonalna do wartości indukcyjności, a tętnienie wyjściowe jest odwrotnie proporcjonalne do wartości kondensatora wyjściowego. Dlatego zwiększenie wartości cewki indukcyjnej i wartości kondensatora wyjściowego może zmniejszyć tętnienia.
Podobnie zależność między tętnieniem wyjściowym a pojemnością wyjściową: vripple=Imax/(Co×f). Można zauważyć, że zwiększenie wartości kondensatora wyjściowego może zmniejszyć tętnienia.
Zwykle w przypadku kondensatorów wyjściowych stosuje się aluminiowe kondensatory elektrolityczne w celu uzyskania dużej pojemności. Jednak kondensatory elektrolityczne nie są zbyt skuteczne w tłumieniu szumów o wysokiej częstotliwości, a ESR jest stosunkowo duży, więc kondensator ceramiczny zostanie podłączony równolegle obok niego, aby uzupełnić brak aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych.
Jednocześnie, gdy działa zasilacz impulsowy, napięcie Vin na zacisku wejściowym nie zmienia się, ale prąd zmienia się wraz z przełącznikiem. W tym czasie zasilacz wejściowy nie będzie dostarczał zbyt dobrze prądu, zwykle w pobliżu zacisku wejściowego prądu (weźmy typ BucK jako przykład, w pobliżu SWITcH) i podłącz równolegle kondensator, aby zapewnić prąd.
Wpływ powyższej metody na redukcję tętnienia jest ograniczony. Ze względu na ograniczenia objętościowe indukcyjność nie będzie zbyt duża; jeśli pojemność wyjściowa wzrośnie do pewnego poziomu, nie będzie to miało oczywistego wpływu na zmniejszenie tętnienia; zwiększenie częstotliwości przełączania zwiększy straty przełączania. Więc kiedy wymagania są bardziej rygorystyczne, ta metoda nie jest zbyt dobra. Aby zapoznać się z zasadą przełączania zasilania itp., Możesz zapoznać się z różnymi podręcznikami projektowania zasilaczy impulsowych.
2. Filtrowanie dwustopniowe, czyli dodanie dodatkowego stopnia filtra LC
Filtr LC ma bardziej oczywisty wpływ na tłumienie tętnień szumów. W zależności od częstotliwości tętnienia, które ma zostać usunięte, wybiera się odpowiednią indukcyjność i pojemność, aby utworzyć obwód filtra, który ogólnie może bardzo dobrze zredukować tętnienie.
Jeśli punkt próbkowania zostanie wybrany przed filtrem LC (Pa), napięcie wyjściowe spadnie. Ponieważ każda cewka indukcyjna ma rezystancję prądu stałego, gdy występuje prąd wyjściowy, nastąpi spadek napięcia na cewce indukcyjnej, co spowoduje spadek napięcia wyjściowego zasilacza. A ten spadek napięcia zmienia się wraz z prądem wyjściowym.
Punkt próbkowania wybieramy za filtrem LC (Pb), tak aby napięcie wyjściowe było takie jakie chcemy. Ale to wprowadza indukcyjność i kondensator do systemu zasilania, co może powodować niestabilność systemu. Jeśli chodzi o stabilność systemu, wprowadzono wiele informacji, więc nie będę się tutaj szczegółowo rozpisywał.
3. Po przełączeniu wyjścia zasilacza podłączyć do filtra LDO
Jest to najskuteczniejszy sposób redukcji tętnień i szumów, napięcie wyjściowe jest stałe i nie ma potrzeby zmiany oryginalnego układu sprzężenia zwrotnego, ale jest to również metoda o najwyższych kosztach i największym zużyciu energii. Każdy LDO ma wskaźnik: współczynnik tłumienia szumów. jest krzywą częstotliwość-dB.
Aby zmniejszyć tętnienia. Układ PCB zasilacza impulsowego jest również bardzo krytyczny, co jest bardzo trudnym problemem. Istnieją wyspecjalizowani inżynierowie PCB zajmujący się przełączaniem zasilaczy. W przypadku szumu o wysokiej częstotliwości, ze względu na wysoką częstotliwość i dużą amplitudę, chociaż filtrowanie po etapie ma pewien efekt, efekt nie jest oczywisty. Istnieją specjalne badania w tej dziedzinie, a prostym sposobem jest podłączenie pojemności C lub RC lub indukcyjności szeregowej na diodzie.
4. Podłącz kondensator C lub RC do diody
Kiedy dioda jest włączana i wyłączana z dużą prędkością, należy wziąć pod uwagę parametry pasożytnicze. Podczas okresu rekonwalescencji diody równoważna indukcyjność i równoważna pojemność stają się oscylatorem RC, generując oscylację o wysokiej częstotliwości. Aby stłumić te oscylacje o wysokiej częstotliwości, sieć tłumiąca kondensator C lub RC musi być połączona równolegle w poprzek diody. Rezystancja wynosi zazwyczaj 10Ω-100Ω, a pojemność 4,7pF-2,2nF.
Wartość kondensatora C lub RC podłączonego równolegle do diody można określić tylko metodą prób i błędów. Jeśli nie zostanie odpowiednio dobrany, spowoduje poważniejsze oscylacje.
Jeśli wymagania dotyczące szumów o wysokiej częstotliwości są surowe, można zastosować technologię miękkiego przełączania. Istnieje wiele książek poświęconych miękkiemu przełączaniu.
5. Za diodą znajduje się cewka indukcyjna (filtr EMI)
Jest to również powszechnie stosowana metoda tłumienia szumów o wysokiej częstotliwości. Kierując się częstotliwością generowania szumu, dobór odpowiedniego elementu indukcyjnego może również skutecznie tłumić szum. Należy zauważyć, że prąd znamionowy cewki indukcyjnej powinien spełniać rzeczywiste wymagania. Stosunkowo prosta metoda nie zostanie szczegółowo wyjaśniona.
