Як запобігти пульсаціям імпульсного джерела живлення
Генерація пульсацій в імпульсному джерелі живлення
Наша мета — зменшити вихідну пульсацію до прийнятного рівня, і фундаментальне рішення для досягнення цієї мети — максимально уникнути генерації пульсації. По-перше, нам потрібно з'ясувати типи та причини пульсацій в імпульсному джерелі живлення.
Після перемикання SWITCH струм в індукторі L також коливається вгору та вниз у межах ефективного значення вихідного струму. Таким чином, на вихідному кінці також буде пульсація з тією ж частотою, що й у SWITCH, яку зазвичай називають пульсацією. Це пов'язано з ємністю та ESR вихідного конденсатора. Частота цих пульсацій така ж, як і в імпульсному джерелі живлення, коливається від десятків до сотень кГц.
Крім того, SWITCH зазвичай використовує біполярні транзистори або MOSFET. Незалежно від того, який із них використовується, при його вмиканні та вимкненні буде час наростання та час спаду. У цей момент у ланцюзі з’явиться шум з такою ж частотою або непарними кратними часу наростання та спаду SWITCH, зазвичай у діапазоні десятків МГц. У момент зворотного відновлення еквівалентна схема діода D являє собою послідовне з'єднання опору, ємності та індуктивності, яке може викликати резонанс і генерувати шуми з частотою в кілька десятків МГц. Ці два типи шуму зазвичай називаються високочастотним шумом, і їх амплітуда зазвичай набагато більша, ніж пульсація.
Якщо це перетворювач змінного/постійного струму, окрім двох типів пульсацій (шумів), згаданих вище, існує також шум змінного струму, який є частотою вхідного джерела живлення змінного струму, близько 50-60 Гц. Існує також тип синфазного шуму, який спричинений еквівалентною ємністю, створюваною силовими пристроями багатьох імпульсних джерел живлення, які використовують корпуси як радіатори. Оскільки я займаюся дослідженнями та розробкою автомобільної електроніки, я менше піддаюся впливу двох останніх типів шуму, тому я не розглядаю їх наразі.
Вимірювання пульсацій в імпульсному джерелі живлення
Основні вимоги: використовуйте з’єднання змінного струму осцилографа, обмеження смуги пропускання 20 МГц, від’єднайте провід заземлення зонда
1. З’єднання змінного струму – це процес видалення накладеної напруги постійного струму для отримання правильної форми сигналу.
2. Відкриття ліміту смуги пропускання 20 МГц призначене для запобігання перешкодам від високочастотного шуму та запобігання помилок вимірювань. У зв'язку з великою амплітудою високочастотних складових під час вимірювання їх необхідно прибрати.
3. Від’єднайте затискач заземлення датчика осцилографа та виміряйте за допомогою кільця заземлення, щоб зменшити перешкоди. Багато частин не мають кілець заземлення, і якщо похибка прийнятна, їх можна виміряти безпосередньо за допомогою затискача заземлення зонда. Але цей фактор слід враховувати, визначаючи, чи є він кваліфікованим.
Іншим моментом є використання клеми 50 Ом. Згідно з інформацією на осцилографі Yokogawa, модуль 50 Ом вимірює компонент змінного струму після видалення компонента постійного струму. Однак небагато осцилографів оснащені такими спеціалізованими пробниками. У більшості випадків для вимірювання використовуються стандартні зонди від 100K Ω до 10M Ω, і вплив наразі неясний.
Вище наведено основні запобіжні заходи під час вимірювання пульсацій перемикача. Якщо пробник осцилографа не контактує безпосередньо з точкою виходу, його слід виміряти за допомогою кабелю з витою парою або коаксіального кабелю 50 Ом.
Під час вимірювання високочастотного шуму повна смуга пропускання осцилографа зазвичай знаходиться в діапазоні від кількох сотень мегагерц до ГГц. Інші такі ж, як і вище. Різні компанії можуть мати різні методи тестування. Зрештою, важливо мати чітке розуміння результатів власних тестів**, щоб отримати визнання клієнтів.
