D'Schaltkraaftrippel ass inévitabel. Eist ultimativt Zil ass et, d'Ausgangsrippel op en tolerabelt Niveau ze reduzéieren. Déi fundamentalst Léisung fir dësen Zil z'erreechen ass d'Generatioun vu Rippelen ze vermeiden. Als éischt, an d'Ursaach.
Mam Schalter vum SWITCH schwankt de Stroum an der Induktivitéit L och no uewen an no ënnen um gültege Wäert vum Ausgangsstroum. Dofir gëtt et och eng Rippel, déi déiselwecht Frequenz wéi de Schalter um Ausgangsende huet. Am Allgemengen bezéie sech d'Rippelen vum Ribbel op dëst, wat mat der Kapazitéit vum Ausgangskondensator an dem ESR zesummenhänkt. D'Frequenz vun dëser Rippel ass déiselwecht wéi déi vun der Schaltstroumversuergung, mat engem Beräich vun Zénger bis Honnerte vu kHz.
Zousätzlech benotzt Switche meeschtens bipolare Transistoren oder MOSFETs. Egal wéi ee vun hinnen et ass, et gëtt eng Opstigs- an Ofsenkungszäit wann en ageschalt an dout ass. Zu dësem Zäitpunkt gëtt et kee Rauschen am Circuit, deen d'selwecht ass wéi d'Opstigs- oder Ofsenkungszäit vum Switch, oder e puer Mol, an ass meeschtens Zénger vu MHz. Ähnlech ass d'Diod D an der Réckwärtsrecuperatioun. Déi gläichwäerteg Circuit ass eng Serie vu Resistenzkondensatoren an Induktivitéiten, déi Resonanz verursaachen, an d'Rauschfrequenz ass Zénger vu MHz. Dës zwou Rauschen ginn allgemeng Héichfrequenzrauschen genannt, an d'Amplitude ass normalerweis vill méi grouss wéi d'Ripple.
Wann et en AC/DC-Konverter ass, gëtt et zousätzlech zu den zwou uewe genannten Wellen (Kaméidi), och AC-Kaméidi. D'Frequenz ass d'Frequenz vun der Input-Wiesselstromversuergung, ongeféier 50-60Hz. Et gëtt och e Co-Mode-Kaméidi, well d'Stroumversuergungsgeräter vu ville Schaltnetzversuergungen d'Schuel als Heizkierper benotzen, wat eng gläichwäerteg Kapazitéit produzéiert.
Miessung vu Schaltleistungswellen
Grondufuerderungen:
Kopplung mat engem Oszilloskop AC
Bandbreetlimit vun 20 MHz
Trennt den Äerdungskabel vun der Sond of
1. AC-Kopplung ass fir d'Superpositiouns-DC-Spannung ze läschen an eng präzis Welleform ze kréien.
2. D'Opmaache vun der Bandbreetlimit vun 20 MHz ass fir d'Interferenz vun Héichfrequenzgeräischer ze vermeiden an de Feeler ze verhënneren. Well d'Amplitude vun der Héichfrequenzkompositioun grouss ass, soll se beim Miessunge ewechgeholl ginn.
3. Trennt den Äerdungsklemme vun der Oszilloskop-Sond aus a benotzt d'Äerdmiessung fir Interferenzen ze reduzéieren. Vill Departementer hunn keng Äerdréng. Awer berécksiichtegt dëse Faktor wann Dir beurteelt ob e qualifizéiert ass.
En anere Punkt ass et, en 50Ω-Terminal ze benotzen. No den Informatiounen vum Oszilloskop ass de 50Ω-Modul do fir d'DC-Komponent ze entfernen an d'AC-Komponent genee ze moossen. Wéi och ëmmer, et gëtt wéineg Oszilloskope mat sou spezielle Sonden. An de meeschte Fäll gi Sonden vun 100kΩ bis 10MΩ benotzt, wat temporär net kloer ass.
Déi uewe genannten Virsiichtsmoossnamen sinn déi grondleeënd Virsiichtsmoossnamen beim Miessung vun der Schaltwelle. Wann d'Oszilloskopsonde net direkt mam Ausgangspunkt verbonnen ass, soll se mat verdréinten Leitungen oder 50Ω Koaxialkabel gemooss ginn.
Beim Miessung vun Héichfrequenzgeräischer ass dat ganzt Band vum Oszilloskop am Allgemengen Honnerte vu Mega bis GHz. Aner sinn déiselwecht wéi déi uewe genannten. Vläicht hunn ënnerschiddlech Firmen ënnerschiddlech Testmethoden. Schlussendlech musst Dir Är Testergebnisse kennen.
Iwwer Oszilloskop:
Verschidden digitale Oszilloskoper kënnen d'Wellen net korrekt moossen, wéinst Interferenzen an der Späicherdéift. Zu dësem Zäitpunkt sollt den Oszilloskop ersat ginn. Heiansdo ass d'Bandbreet vum ale Simulatiounsoszilloskop, obwuel d'Bandbreet nëmmen Zénger Mega ass, awer d'Leeschtung besser ass wéi déi vum digitale Oszilloskop.
Hemmung vu Schaltleistungswellen
Fir Schaltwellen, existéieren se theoretesch a tatsächlech. Et ginn dräi Méiglechkeeten fir se z'ënnerdrécken oder ze reduzéieren:
1. Erhéicht d'Induktivitéit an d'Filterung vum Ausgangskondensator
No der Formel vun der Schaltstroumversuergung ginn d'Stroumschwankungsgréisst an den Induktivitéitswäert vun der induktiver Induktivitéit ëmgedréint proportional, an d'Ausgangswellen an d'Ausgangskondensatoren sinn ëmgedréint proportional. Dofir kann d'Erhéijung vun den elektreschen an Ausgangskondensatoren d'Wellen reduzéieren.
D'Bild uewendriwwer weist d'Stroumwellenform an der Schaltnetzspole L. Säi Ripplestroum △i kann mat der folgender Formel berechent ginn:
Et kann een gesinn, datt d'Erhéijung vum L-Wäert oder d'Erhéijung vun der Schaltfrequenz d'Stroumschwankungen an der Induktivitéit reduzéiere kann.
Ähnlech ass d'Bezéiung tëscht Ausgangswellen an Ausgangskondensatoren: VRIPPLE = IMAX/(CO × F). Et ass ze gesinn, datt d'Erhéijung vum Wäert vum Ausgangskondensator d'Well reduzéiere kann.
Déi üblech Method ass et, Aluminium-Elektrolytkondensatoren fir d'Ausgangskapazitanz ze benotzen, fir den Zweck vun enger grousser Kapazitéit z'erreechen. Wéi och ëmmer, Elektrolytkondensatoren sinn net ganz effektiv fir Héichfrequenzgeräischer z'ënnerdrécken, an den ESR ass relativ grouss, dofir gëtt e Keramikkondensator niewendrun ugeschloss, fir de Manktem un Aluminium-Elektrolytkondensatoren auszegläichen.
Gläichzäiteg, wann d'Stroumversuergung funktionéiert, bleift d'Spannung VIN vum Input-Terminal onverännert, awer de Stroum ännert sech mam Schalter. Zu dësem Zäitpunkt liwwert d'Input-Stroumversuergung kee Stroum, normalerweis no beim Stroum-Input-Terminal (z.B. de Buck-Typ, deen no beim Schalter ass), a verbënnt sech mat der Kapazitéit fir de Stroum ze liwweren.
Nodeems dës Géigemoossnam ugewannt gouf, gëtt d'Buck-Switch-Stroumversuergung an der Figur hei ënnendrënner gewisen:
Déi uewe genannte Method beschränkt sech op d'Reduzéierung vu Wellen. Wéinst der Volumenlimit ass d'Induktivitéit net ganz grouss; de Kondensator vun der Ausgangsquell klëmmt bis zu engem gewësse Grad, an et gëtt keen offensichtlechen Effekt op d'Reduzéierung vun de Wellen; d'Erhéijung vun der Schaltfrequenz erhéicht de Schaltverloscht. Wann d'Ufuerderunge streng sinn, ass dës Method also net ganz gutt.
Fir d'Prinzipie vun der Schaltstroumversuergung, kënnt Dir verschidden Aarte vu Handbücher fir d'Design vun Schaltstroumversuergung konsultéieren.
2. Zwee-Niveau-Filterung ass d'Zousätzlech vun LC-Filter vum éischte Niveau
Den hemmenden Effekt vum LC-Filter op d'Rauschwell ass relativ offensichtlech. Jee no der ze entfernter Ripplefrequenz soll de passenden Induktorkondensator gewielt ginn, fir de Filterkrees ze bilden. Am Allgemengen kann en d'Ripple gutt reduzéieren. An dësem Fall muss een de Samplingpunkt vun der Feedbackspannung berücksichtegen. (Wéi hei ënnendrënner gewisen)
De Samplingpunkt gëtt virum LC-Filter (PA) ausgewielt, an d'Ausgangsspannung gëtt reduzéiert. Well all Induktivitéit en DC-Widderstand huet, gëtt et e Spannungsfall an der Induktivitéit, wann et e Stroumausgang gëtt, wat zu enger Ofsenkung vun der Ausgangsspannung vun der Stroumversuergung féiert. An dëse Spannungsfall ännert sech mam Ausgangsstroum.
De Samplingpunkt gëtt nom LC-Filter (PB) ausgewielt, sou datt d'Ausgangsspannung déi gewënschte Spannung ass. Allerdéngs sinn eng Induktivitéit an e Kondensator am Stroumnetz agefouert, wat zu enger Systeminstabilitéit féiere kann.
3. Nom Ausgang vun der Schaltnetzversuergung, den LDO-Filter uschléissen
Dëst ass dee effektivste Wee fir Wellen a Kaméidi ze reduzéieren. D'Ausgangsspannung ass konstant an et ass net néideg, den urspréngleche Feedbacksystem z'änneren, awer et ass och dee käschtegënschtegsten an huet den héchste Stroumverbrauch.
All LDO huet en Indikator: de Rauschënnerdréckungsverhältnis. Et ass eng Frequenz-DB-Kurve, wéi an der Figur hei ënnendrënner d'Kurve vum LT3024 gewisen ass.
No LDO ass d'Schaltripple meeschtens ënner 10 mV. Déi folgend Figur ass de Verglach vun de Rippen virun an no LDO:
Am Verglach mat der Kurve vun der Figur uewen an der Welleform lénks kann een erkennen, datt den inhibitoreschen Effekt vum LDO ganz gutt fir d'Schaltwellen vun Honnerte vu KHz ass. Awer an engem héije Frequenzberäich ass den Effekt vum LDO net sou ideal.
Reduzéiert Wellen. D'PCB-Verdrahtung vun der Schaltnetzversuergung ass och entscheedend. Fir Héichfrequenzgeräischer, wéinst der héijer Frequenz, obwuel d'Nofollfilterung e gewëssen Effekt huet, ass den Effekt net offensichtlech. Et gëtt speziell Studien an dëser Hisiicht. Déi einfach Approche ass op der Diod an der Kapazitéit C oder RC ze sinn, oder d'Induktivitéit a Serie ze verbannen.
Déi uewe genannte Figur ass en Äquivalentkrees vun der aktueller Diod. Wann d'Diod mat héijer Geschwindegkeet funktionéiert, mussen parasitär Parameter berécksiichtegt ginn. Wärend der Réckwärtsrecuperatioun vun der Diod ginn déi gläichwäerteg Induktivitéit an déi gläichwäerteg Kapazitéit zu engem RC-Oszillator, wat Héichfrequenzoszillatiounen generéiert. Fir dës Héichfrequenzoszillatioun z'ënnerdrécken, ass et néideg, d'Kapazitéit C oder en RC-Puffernetz un béide Enden vun der Diod unzeschléissen. De Widderstand ass am Allgemengen 10Ω-100 ω, an d'Kapazitéit ass 4,7PF-2,2NF.
D'Kapazitéit C oder RC op der Diod C oder RC kann duerch widderholl Tester bestëmmt ginn. Wann se net richteg ausgewielt gëtt, féiert dat zu méi staarken Oszillatiounen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 08. Juli 2023
