Brytereffekten er uunngåelig.Vårt endelige formål er å redusere utgangsbølgen til et tolerabelt nivå.Den mest grunnleggende løsningen for å oppnå dette formålet er å unngå generering av krusninger.Først av alt og årsaken.
Med bryteren til BRYTEREN, svinger strømmen i induktansen L også opp og ned ved den gyldige verdien av utgangsstrømmen.Derfor vil det også være en rippel som er samme frekvens som Switch i utgangsenden.Generelt refererer krusningene til ribben til dette, som er relatert til kapasiteten til utgangskondensatoren og ESR.Frekvensen til denne krusningen er den samme som byttestrømforsyningen, med en rekkevidde på titalls til hundrevis av kHz.
I tillegg bruker Switch vanligvis bipolare transistorer eller MOSFET-er.Uansett hvilken som er, vil det være en opp- og nedgangstid når den er slått på og død.På dette tidspunktet vil det ikke være noen støy i kretsen som er den samme som økningstiden som bryteren stiger redusere tid, eller noen få ganger, og er generelt titalls MHz.Tilsvarende er dioden D i revers gjenoppretting.Den ekvivalente kretsen er serien av motstandskondensatorer og induktorer, som vil forårsake resonans, og støyfrekvensen er titalls MHz.Disse to støyene kalles generelt høyfrekvent støy, og amplituden er vanligvis mye større enn krusningen.
Hvis det er en AC/DC-omformer, er det i tillegg til de to overnevnte krusningene (støy), også AC-støy.Frekvensen er frekvensen til inngangs vekselstrømforsyning, omtrent 50-60Hz.Det er også en co-mode-støy, fordi strømenheten til mange byttestrømforsyninger bruker skallet som en radiator, som produserer en tilsvarende kapasitans.
Måling av svitsjeffektrippel
Grunnleggende krav:
Kobling med et oscilloskop AC
20MHz båndbreddegrense
Koble fra jordingsledningen til sonden
1. AC-kobling er for å fjerne superposisjonens likespenning og oppnå en nøyaktig bølgeform.
2. Å åpne båndbreddegrensen på 20MHz er for å forhindre forstyrrelse av høyfrekvent støy og forhindre feilen.Fordi amplituden til høyfrekvent sammensetning er stor, bør den fjernes når den måles.
3. Koble fra jordingsklemmen til oscilloskopsonden, og bruk grunnmålingen for å redusere interferens.Mange avdelinger har ikke jordringer.Men vurder denne faktoren når du skal vurdere om den er kvalifisert.
Et annet poeng er å bruke en 50Ω terminal.I henhold til informasjonen til oscilloskopet skal 50Ω-modulen fjerne DC-komponenten og måle AC-komponenten nøyaktig.Det er imidlertid få oscilloskoper med slike spesielle sonder.I de fleste tilfeller brukes bruk av sonder fra 100kΩ til 10MΩ, noe som er midlertidig uklart.
Ovennevnte er de grunnleggende forholdsreglene ved måling av svitsjerippelen.Hvis oscilloskopsonden ikke er direkte eksponert for utgangspunktet, bør den måles med vridde linjer eller 50Ω koaksialkabler.
Når du måler høyfrekvent støy, er hele båndet til oscilloskopet vanligvis hundrevis av mega til GHz-nivå.Andre er de samme som ovenfor.Kanskje ulike selskaper har ulike testmetoder.Til slutt må du kjenne testresultatene dine.
Om oscilloskop:
Noen digitale oscilloskop kan ikke måle krusninger riktig på grunn av interferens og lagringsdybde.På dette tidspunktet bør oscilloskopet skiftes ut.Noen ganger, selv om det gamle simuleringsoscilloskopets båndbredde bare er titalls mega, er ytelsen bedre enn det digitale oscilloskopet.
Inhibering av svitsjeeffektrippel
For å bytte ripples, teoretisk og faktisk eksisterer.Det er tre måter å undertrykke eller redusere det på:
1. Øk induktansen og utgangskondensatorfiltreringen
I henhold til formelen til svitsjingsstrømforsyningen blir den nåværende fluktuasjonsstørrelsen og induktansverdien til den induktive induktansen omvendt proporsjonal, og utgangsripplene og utgangskondensatorene er omvendt proporsjonale.Derfor kan økende elektriske og utgangskondensatorer redusere krusninger.
Bildet ovenfor er strømbølgeformen i svitsjingsstrømforsyningsinduktoren L. Dens krusningsstrøm △ i kan beregnes fra følgende formel:
Det kan sees at å øke L-verdien eller øke svitsjefrekvensen kan redusere strømsvingningene i induktansen.
Tilsvarende er forholdet mellom utgangsripples og utgangskondensatorer: VRIPPLE = IMAX/(CO × F).Det kan sees at å øke utgangskondensatorverdien kan redusere krusningen.
Den vanlige metoden er å bruke elektrolytiske kondensatorer av aluminium for utgangskapasitansen for å oppnå formålet med stor kapasitet.Imidlertid er elektrolytiske kondensatorer ikke veldig effektive til å undertrykke høyfrekvent støy, og ESR er relativt stor, så den vil koble til en keramisk kondensator ved siden av for å gjøre opp for mangelen på elektrolytiske aluminiumskondensatorer.
Samtidig, når strømforsyningen fungerer, er spenningen VIN til inngangsterminalen uendret, men strømmen endres med bryteren.På dette tidspunktet gir ikke inngangsstrømforsyningen en strømbrønn, vanligvis nær strøminngangsterminalen (tar buck-typen som et eksempel, er nær Switch), og kobler til kapasitansen for å gi strøm.
Etter å ha tatt i bruk dette mottiltaket, vises Buck-bryterens strømforsyning i figuren nedenfor:
Tilnærmingen ovenfor er begrenset til å redusere krusninger.På grunn av volumgrensen vil induktansen ikke være veldig stor;utgangskondensatoren øker til en viss grad, og det er ingen åpenbar effekt på å redusere krusningene;økningen av byttefrekvensen vil øke brytertapet.Så når kravene er strenge, er ikke denne metoden særlig god.
For prinsippene for bytte av strømforsyning, kan du referere til forskjellige typer koblingskraftdesignhåndbøker.
2. To-nivå filtrering er å legge til første-nivå LC-filtre
Den hemmende effekten av LC-filteret på støyrippelen er relativt åpenbar.I henhold til krusningsfrekvensen som skal fjernes, velg passende induktorkondensator for å danne filterkretsen.Generelt kan det redusere krusningene godt.I dette tilfellet må du vurdere samplingspunktet for tilbakemeldingsspenningen.(Som vist under)
Samplingspunktet velges før LC-filteret (PA), og utgangsspenningen vil reduseres.Fordi enhver induktans har en DC-motstand, når det er en strømutgang, vil det være et spenningsfall i induktansen, noe som resulterer i en reduksjon i utgangsspenningen til strømforsyningen.Og dette spenningsfallet endres med utgangsstrømmen.
Samplingspunktet velges etter LC-filteret (PB), slik at utgangsspenningen er den spenningen vi ønsker.Imidlertid er en induktans og en kondensator introdusert inne i kraftsystemet, noe som kan forårsake systemustabilitet.
3. Etter utgangen av svitsjingsstrømforsyningen, koble til LDO-filtrering
Dette er den mest effektive måten å redusere krusninger og støy.Utgangsspenningen er konstant og trenger ikke å endre det originale tilbakemeldingssystemet, men det er også det mest kostnadseffektive og det høyeste strømforbruket.
Enhver LDO har en indikator: støydempingsforhold.Det er en frekvens-DB-kurve, som vist i figuren nedenfor er kurven til LT3024 LT3024.
Etter LDO er svitsjerippelen generelt under 10mV.Følgende figur er sammenligningen av krusninger før og etter LDO:
Sammenlignet med kurven til figuren over og bølgeformen til venstre, kan det sees at den hemmende effekten av LDO er veldig god for svitsjingsbølgene på hundrevis av KHz.Men innenfor et høyfrekvensområde er effekten av LDO ikke så ideell.
Reduser krusninger.PCB-kablingen til byttestrømforsyningen er også kritisk.For høyfrekvent støy, på grunn av den store frekvensen av høyfrekvens, er effekten ikke åpenbar, selv om post-stage-filtreringen har en viss effekt.Det er spesielle studier i denne forbindelse.Den enkle tilnærmingen er å være på dioden og kapasitansen C eller RC, eller koble induktansen i serie.
Figuren ovenfor er en ekvivalent krets av den faktiske dioden.Når dioden er høyhastighets, må parasittiske parametere vurderes.Under omvendt gjenoppretting av dioden ble den ekvivalente induktansen og ekvivalent kapasitansen en RC-oscillator, som genererer høyfrekvent oscillasjon.For å undertrykke denne høyfrekvente oscillasjonen, er det nødvendig å koble kapasitans C eller RC buffernettverk i begge ender av dioden.Resistansen er vanligvis 10Ω-100 ω, og kapasitansen er 4,7PF-2,2NF.
Kapasitansen C eller RC på dioden C eller RC kan bestemmes ved gjentatte tester.Hvis det ikke velges riktig, vil det føre til mer alvorlige svingninger.
Innleggstid: Jul-08-2023