Hogyan lehet megakadályozni az áramhullámok keletkezését
A SWITCH kapcsolóval az L induktivitás árama is felfelé és lefelé ingadozik a kimeneti áram effektív értékén. Tehát a SWITCH-vel megegyező frekvenciájú hullámzás is megjelenik a kimeneti oldalon, amit általában hullámzásnak neveznek. Ez a kimeneti kondenzátor és az ESR kapacitásához kapcsolódik.
Hogyan lehet elnyomni a kapcsolóüzemű tápegység hullámzásának keletkezését? Célunk, hogy a kimeneti hullámzást tolerálható szintre csökkentsük, és ennek eléréséhez a legalapvetőbb megoldás:
A hullámzás generálása a kapcsolóüzemű tápegységekben
Célunk, hogy a kimeneti hullámzást tolerálható szintre csökkentsük, és ennek elérésére a legalapvetőbb megoldás az, hogy lehetőség szerint elkerüljük a hullámzás kialakulását. Először is tisztáznunk kell a kapcsolóüzemű tápegység hullámzásának típusait és okait.
A SWITCH kapcsolóval az L induktivitás árama is felfelé és lefelé ingadozik a kimeneti áram effektív értékén. Tehát a SWITCH-vel megegyező frekvenciájú hullámzás is megjelenik a kimeneti oldalon, amit általában hullámzásnak neveznek. Ez a kimeneti kondenzátor és az ESR kapacitásához kapcsolódik. Ennek a hullámosságnak a frekvenciája megegyezik a kapcsolóüzemű tápegységével, több tíz és több száz KHz között mozog.
Ezenkívül a SWITCH-ok általában bipoláris tranzisztorokat vagy MOSFET-eket használnak, függetlenül a típustól, vezetésük és lekapcsolásuk során lesz felfutási és esési idő. Ezen a ponton olyan zaj lesz az áramkörben, amely megegyezik a SWITCH vagy a páratlan többszörösek felfutási és süllyedési idejével, általában több tíz MHz. Hasonlóképpen a fordított helyreállítás pillanatában a D dióda egyenértékű áramköre ellenállások, kondenzátorok és induktorok soros kapcsolása, amely rezonanciát okozhat és több tíz MHz-es zajfrekvenciát generál. Ezt a kétféle zajt általában nagyfrekvenciás zajnak nevezik, és amplitúdójuk általában sokkal nagyobb, mint a hullámosság.
Ha AC/DC konverterről van szó, akkor a fent említett kétféle hullámzáson (zaj) kívül AC zaj is előfordul. A frekvencia a bemeneti váltóáramú tápegység frekvenciája, amely körülbelül 50-60Hz. Van egy közös üzemmódú zaj is, amelyet az ekvivalens kapacitás okoz, amelyet a kapcsolóüzemű tápegységek számos tápegységében a burkolatok hűtőbordaként történő használata generál. Mivel az autóelektronika kutatásában és fejlesztésében veszek részt, az utóbbi két típusú zajt nem veszem figyelembe, korlátozott kitettségem miatt.
A kapcsolóüzemű tápegység hullámzásának mérése
Alapkövetelmények: Használjon oszcilloszkóp AC csatolást, 20 MHz sávszélesség korlátozást, húzza ki a szonda földelő vezetékét
1. Az AC csatolás célja a szuperponált egyenfeszültség eltávolítása és a megfelelő hullámforma elérése.
2. A 20 MHz-es sávszélesség határának megnyitása a nagyfrekvenciás zaj okozta interferencia és a mérési hibák megelőzésére szolgál. A nagyfrekvenciás komponensek nagy amplitúdója miatt ezeket a mérés során el kell távolítani.
3. Húzza ki az oszcilloszkóp szonda földelő bilincsét, és a méréshez használjon földelőgyűrűt az interferencia csökkentése érdekében. Sok alkatrésznek nincs földelőgyűrűje, és ha a hiba megengedett, akkor az közvetlenül mérhető a szonda földelő bilinccsel. Ezt a tényezőt azonban figyelembe kell venni annak meghatározásakor, hogy minősített-e.
Egy másik szempont az 50 Ω-os csatlakozó használata. Ahogy a Yokogawa oszcilloszkóp adataiban említettük, az 50 Ω-os modul a DC komponens eltávolítása után méri az AC komponenst. Azonban kevés az ilyen speciális szondákkal felszerelt oszcilloszkóp, és a legtöbb esetben a szabványos 100K Ω-tól 10M Ω-ig terjedő szondákat használják a méréshez, ami átmenetileg befolyásolja a tisztaságot.
A fentiek az alapvető óvintézkedések a kapcsoló hullámosságának mérésekor. Ha az oszcilloszkóp szonda nem érintkezik közvetlenül a kimeneti ponttal, akkor csavart érpárral vagy 50 Ω-os koaxiális kábellel kell mérni.
A nagyfrekvenciás zaj mérésekor használja az oszcilloszkóp teljes áteresztősávját, általában több száz megabittől GHz-ig terjedő tartományban. A többi ugyanaz, mint fent. A különböző cégek eltérő vizsgálati módszereket alkalmazhatnak. Végső soron fontos, hogy tisztában legyen a vizsgálati eredményekkel. Végül meg kell szereznünk az ügyfelek elismerését.
