D'Schaltkraaft Ripple ass inévitabel. Eis ultimativ Zweck ass d'Ausgangsripple op en tolerablen Niveau ze reduzéieren. Déi fundamentalst Léisung fir dësen Zweck z'erreechen ass d'Generatioun vu Ripples ze vermeiden. Éischt vun all An d'Ursaach.
Mam Schalter vum SWITCH schwankt de Stroum an der Induktioun L och op an erof op de gültege Wäert vum Ausgangsstroum. Dofir gëtt et och e Ripple deen déiselwecht Frequenz ass wéi de Switch um Output Enn. Allgemeng bezéien d'Ripples vum Riber op dëst, wat mat der Kapazitéit vum Ausgangskondensator an ESR verbonnen ass. D'Frequenz vun dëser Ripple ass d'selwecht wéi d'Schaltkraaftversuergung, mat enger Rei vun Zénger bis Honnerte vu kHz.
Zousätzlech benotzt Switch allgemeng bipolare Transistoren oder MOSFETs. Egal wéi eng ass, et gëtt eng Opstieg an Ofsenkung Zäit wann et ageschalt an dout ass. Zu dëser Zäit gëtt et kee Geräischer am Circuit deen d'selwecht ass wéi d'Erhéijungszäit wéi de Schalter eropgeet Verréngerungszäit, oder e puer Mol, an ass allgemeng zéng MHz. Ähnlech ass d'Diode D an ëmgedréint Erhuelung. De gläichwäertege Circuit ass d'Serie vu Resistenzkondensatoren an Induktoren, déi Resonanz verursaachen, an d'Geräischfrequenz ass zéng MHz. Dës zwee Geräischer ginn allgemeng héichfrequenz Kaméidi genannt, an d'Amplitude ass normalerweis vill méi grouss wéi d'Ripple.
Wann et en AC / DC Konverter ass, zousätzlech zu den uewe genannten zwee Ripples (Kaméidi), gëtt et och AC Kaméidi. D'Frequenz ass d'Frequenz vun der Input AC Energieversuergung, ongeféier 50-60Hz. Et gëtt och e Co-Modus Kaméidi, well d'Kraaftapparat vu ville Schaltkraaftversuergung d'Schuel als Heizkierper benotzt, wat eng gläichwäerteg Kapazitéit produzéiert.
Miessung vun schalt Muecht ripples
Basis Ufuerderunge:
Kopplung mat engem Oszilloskop AC
20MHz bandwidth Limite
Trennen de Buedem Drot vun der Sonde
1.AC Kupplung ass d'Superposition DC Spannung ze läschen an eng korrekt Welleform ze kréien.
2. D'Ouverture vun der 20MHz Bandbreed Limit ass fir d'Interferenz vun héichfrequenz Kaméidi ze verhënneren an de Feeler ze verhënneren. Well d'Amplitude vun der Héichfrequenz Zesummesetzung grouss ass, sollt et geläscht ginn wann se gemooss ginn.
3. Trennt de Buedem Clip vun der Oszilloskop Sonde aus, a benotzt d'Buedemmiessung fir d'Interferenz ze reduzéieren. Vill Departementer hunn net Buedem Réng. Awer betruecht dëse Faktor wann Dir beurteelt ob et qualifizéiert ass.
En anere Punkt ass en 50Ω Terminal ze benotzen. No der Informatioun vum Oszilloskop ass den 50Ω Modul fir den DC Komponent ze läschen an den AC Komponent präzis ze moossen. Wéi och ëmmer, et gi wéineg Oszilloskope mat sou spezielle Sonden. Am meeschte Fäll gëtt d'Benotzung vu Sonden vun 100kΩ bis 10MΩ benotzt, wat temporär onkloer ass.
Déi uewe genannte sinn d'Basis Virsiichtsmoossname beim Messen vun der Schaltripp. Wann d'Oszilloskopsonde net direkt un den Ausgangspunkt ausgesat ass, sollt et duerch verdreift Linnen oder 50Ω Koaxialkabel gemooss ginn.
Wann Dir Héichfrequenz Kaméidi moosst, ass déi ganz Band vum Oszilloskop allgemeng Honnerte vu Mega bis GHz Niveau. Anerer sinn déi selwecht wéi uewen. Vläicht hu verschidde Firmen verschidden Testmethoden. An der leschter Analyse musst Dir Är Testresultater wëssen.
Iwwer Oszilloskop:
E puer digital Oszilloskop kënnen d'Rippelen net korrekt moossen wéinst Stéierungen a Späicherdéift. Zu dëser Zäit sollt den Oszilloskop ersat ginn. Heiansdo obwuel déi al Simulatioun Oszilloskop Bandbreedung nëmmen Zénger vu Mega ass, ass d'Performance besser wéi den digitale Oszilloskop.
Inhibitioun vun schalt Muecht ripples
Fir Ripples ze wiesselen, theoretesch an tatsächlech existéieren. Et ginn dräi Weeër fir et z'ënnerdrécken oder ze reduzéieren:
1. Erhéije d'Induktioun an d'Ausgangskondensatorfilterung
Geméiss der Formel vun der Schaltkraaftversuergung ginn déi aktuell Schwankungsgréisst an Induktiounswäert vun der induktiver Induktioun ëmgekéiert proportional, an d'Ausgangsrippelen an d'Ausgangskondensatoren sinn ëmgekéiert proportional. Dofir kënnen d'Erhéijung vun elektreschen an Ausgangskondensatoren Ripples reduzéieren.
D'Bild hei uewen ass déi aktuell Welleform an der Schaltkraaftversuergungsinduktor L. Seng Ripplestroum △ i kann aus der folgender Formel berechent ginn:
Et kann gesi ginn datt d'Erhéijung vum L Wäert oder d'Erhéijung vun der Schaltfrequenz déi aktuell Schwankungen an der Induktioun reduzéiere kann.
Ähnlech ass d'Relatioun tëscht Ausgangsrippelen an Ausgangskondensatoren: VRIPPLE = IMAX / (CO × F). Et kann gesi ginn datt d'Erhéijung vum Ausgangskondensatorwäert d'Ripple reduzéiere kann.
Déi üblech Method ass d'Aluminium elektrolytesch Kondensatoren fir d'Ausgangskapazitéit ze benotzen fir den Zweck vu grousser Kapazitéit z'erreechen. Wéi och ëmmer, elektrolytesch Kondensatoren sinn net ganz effektiv fir Héichfrequenz Kaméidi z'ënnerdrécken, an ESR ass relativ grouss, sou datt et e Keramikkondensator niewendrun verbënnt fir de Mangel un Elektrolytkondensatoren aus Aluminium ze kompenséieren.
Zur selwechter Zäit, wann d'Energieversuergung funktionnéiert, ass d'Spannung VIN vum Inputterminal onverännert, awer de Stroum ännert sech mam Schalter. Zu dëser Zäit liwwert d'Input-Energieversuergung keng Stroum gutt, normalerweis no beim aktuellen Input-Terminal (wann Dir de Buck-Typ als Beispill hëlt, ass no bei Switch), a verbënnt d'Kapazitéit fir Stroum ze liwweren.
Nodeems Dir dës Géigemoossnam ugewannt hutt, gëtt de Buck Schalter Stroumversuergung an der Figur hei ënnen gewisen:
Déi uewe genannte Approche ass limitéiert fir Ripples ze reduzéieren. Wéinst der Volumenlimit wäert d'Induktioun net ganz grouss sinn; den Ausgangskondensator erhéicht zu engem gewësse Grad, an et gëtt keen offensichtlechen Effekt op d'Reduktioun vun de Ripples; d'Erhéijung vun der Schaltfrequenz wäert de Schaltverloscht erhéijen. Also wann d'Ufuerderunge streng sinn, ass dës Method net ganz gutt.
Fir d'Prinzipien vun der Schaltkraaftversuergung kënnt Dir op verschidden Aarte vu Schaltkraaftdesignhandbuch bezéien.
2. Zwee-Niveau Filteren ass éischt-Niveau LC Filtere derbäi
Den inhibitoreschen Effekt vum LC-Filter op de Geräischerrippel ass relativ offensichtlech. No der Ripplefrequenz, déi ewechgeholl gëtt, wielt de passenden Induktorkondensator fir de Filterkrees ze bilden. Allgemeng kann et d'Rippelen gutt reduzéieren. An dësem Fall musst Dir de Probepunkt vun der Feedbackspannung berücksichtegen. (Wéi ënnendrënner gewisen)
De Probepunkt gëtt virum LC-Filter (PA) ausgewielt, an d'Ausgangsspannung gëtt reduzéiert. Well all Induktioun eng DC Resistenz huet, wann et e Stroumausgang ass, gëtt et e Spannungsfall an der Induktioun, wat zu enger Ofsenkung vun der Ausgangsspannung vun der Energieversuergung resultéiert. An dëse Spannungsfall ännert sech mam Ausgangsstroum.
De Samplingpunkt gëtt nom LC-Filter (PB) ausgewielt, sou datt d'Ausgangsspannung déi Spannung ass déi mir wëllen. Wéi och ëmmer, eng Induktioun an e Kondensator ginn am Kraaftsystem agefouert, wat Systeminstabilitéit verursaache kann.
3. No der Ausgab vun der Schaltkraaftversuergung verbënnt LDO-Filterung
Dëst ass den effektivste Wee fir Ripples a Kaméidi ze reduzéieren. D'Ausgangsspannung ass konstant a brauch net den urspréngleche Feedbacksystem z'änneren, awer et ass och dee kosteneffektivsten an den héchste Stroumverbrauch.
All LDO huet en Indikator: Geräischer Ënnerdréckungsverhältnis. Et ass eng Frequenz-DB Curve, wéi an der Figur hei drënner ass d'Kurve vum LT3024 LT3024.
No LDO ass de Schaltripple meeschtens ënner 10mV. Déi folgend Figur ass de Verglach vu Ripples virun an no LDO:
Am Verglach mat der Curve vun der Figur hei uewen an der Welleform op der lénkser Säit, kann et gesi ginn datt den inhibitoreschen Effekt vun LDO ganz gutt ass fir d'Schaltrippelen vun Honnerte vu KHz. Awer an engem héije Frequenzbereich ass den Effekt vum LDO net sou ideal.
Reduzéieren ripples. D'PCB Drot vun der Schaltkraaftversuergung ass och kritesch. Fir Héichfrequenz Kaméidi, wéinst der grousser Frequenz vun der Héichfrequenz, obwuel d'Post-Stage Filterung e gewëssen Effekt huet, ass den Effekt net offensichtlech. Et gi speziell Studien an dëser Hisiicht. Déi einfach Approche ass op der Diode an der Kapazitéit C oder RC ze sinn, oder d'Induktioun an der Serie ze verbannen.
Déi uewe genannte Figur ass en gläichwäertege Circuit vun der aktueller Diode. Wann d'Diode Héichgeschwindegkeet ass, musse parasitär Parameter berücksichtegt ginn. Wärend der ëmgedréint Erhuelung vun der Diode gouf déi gläichwäerteg Induktioun an gläichwäerteg Kapazitéit e RC Oszillator, deen Héichfrequenz Schwéngung generéiert. Fir dës Héichfrequenz Schwéngung z'ënnerdrécken, ass et néideg Kapazitéit C oder RC Puffernetz op béide Enden vun der Diode ze verbannen. D'Resistenz ass allgemeng 10Ω-100 ω, an d'Kapazitéit ass 4.7PF-2.2NF.
D'Kapazitéit C oder RC op der Diode C oder RC kann duerch widderholl Tester bestëmmt ginn. Wann et net richteg ausgewielt gëtt, wäert et méi schwéier Schwéngung verursaachen.
Post Zäit: Jul-08-2023
