A hullámosság elnyomása a kapcsolóüzemű tápegységben
A kapcsolási hullámzáshoz elméletben és gyakorlatban is léteznie kell. Általában ötféleképpen lehet elnyomni vagy csökkenteni:
1. Növelje az induktivitás és a kimeneti kondenzátor szűrőjét
A kapcsolóüzemű tápegység képlete szerint az induktor áramingadozása fordítottan arányos az induktivitás értékével, a kimeneti hullámosság pedig fordítottan arányos a kimeneti kondenzátor értékével. Ezért az induktor értékének és a kimeneti kondenzátor értékének növelése csökkentheti a hullámzást.
Hasonlóképpen, a kimeneti hullámosság és a kimeneti kapacitás közötti kapcsolat: vripple=Imax/(Co×f). Látható, hogy a kimeneti kondenzátor értékének növelése csökkentheti a hullámzást.
Általában a kimeneti kondenzátorokhoz alumínium elektrolit kondenzátorokat használnak a nagy kapacitás eléréséhez. Az elektrolitkondenzátorok azonban nem túl hatékonyak a nagyfrekvenciás zajok elnyomásában, és az ESR is viszonylag nagy, ezért mellé párhuzamosan kerámiakondenzátort is csatlakoztatnak, hogy az alumínium elektrolitkondenzátorok hiányát pótolják.
Ugyanakkor, amikor a kapcsolóüzemű tápegység működik, a Vin feszültség a bemeneti kapcson nem változik, de az áramerősség a kapcsolóval változik. Jelenleg a bemeneti tápegység nem ad túl jól áramot, általában az árambemeneti terminál közelében (például a BucK típusnál, a SWITcH közelében), és párhuzamosan csatlakoztasson egy kondenzátort, hogy áramot biztosítson.
A fenti módszer hatása a hullámosság csökkentésére korlátozott. A térfogati korlátok miatt az induktivitás nem lesz túl nagy; ha a kimeneti kapacitás egy bizonyos szintre nő, annak nincs nyilvánvaló hatása a hullámosság csökkentésére; a kapcsolási frekvencia növelése növeli a kapcsolási veszteséget. Tehát amikor a követelmények szigorúbbak, ez a módszer nem túl jó. A kapcsolóüzemű tápegység alapelvéhez stb. tájékozódhat a különböző kapcsolóüzemű tápegység-tervezési kézikönyvekben.
2. Kétlépcsős szűrés, azaz egy további LC-szűrő hozzáadása
Az LC szűrő nyilvánvalóbb elnyomó hatással rendelkezik a zaj hullámosságára. Az eltávolítandó hullámosság frekvenciája szerint megfelelő induktivitást és kapacitást választanak ki egy szűrőáramkör kialakítására, amely általában nagyon jól csökkenti a hullámzást.
Ha a mintavételi pontot az LC szűrő (Pa) előtt választja ki, a kimeneti feszültség csökken. Mivel minden tekercsnek van egyenáramú ellenállása, áramkimenet esetén feszültségesés lesz az induktoron, ami a tápegység kimeneti feszültségének csökkenését eredményezi. És ez a feszültségesés a kimeneti árammal változik.
A mintavételi pontot az LC szűrő (Pb) után választjuk ki, hogy a kimeneti feszültség az általunk kívánt feszültség legyen. Ez azonban induktivitást és kondenzátort vezet be az energiarendszeren belül, ami a rendszer instabilitását okozhatja. A rendszer stabilitásával kapcsolatban sok információ bekerült, ezért itt nem írok részletesen.
3. A tápegység kimenetének kapcsolása után csatlakoztassa az LDO szűrőhöz
Ez a leghatékonyabb módja a hullámzás és a zaj csökkentésének, a kimeneti feszültség állandó, és nem kell változtatni az eredeti visszacsatoló rendszeren, ugyanakkor ez a legmagasabb költségű és legnagyobb fogyasztású módszer. Bármely LDO-nak van mutatója: a zajelnyomási arány. egy frekvencia-dB görbe.
A hullámzás csökkentésére. A kapcsolóüzemű tápegység PCB elrendezése is nagyon kritikus, ami nagyon nehéz probléma. Vannak dedikált kapcsolóüzemű NYÁK-mérnökök. A nagyfrekvenciás zajok esetében a nagy frekvencia és a nagy amplitúdó miatt, bár az utófokozatú szűrésnek van bizonyos hatása, a hatás nem nyilvánvaló. Ezen a területen speciális kutatások zajlanak, és az egyszerű módszer a C vagy RC kapacitás, vagy soros induktivitás csatlakoztatása a diódára.
4. Csatlakoztassa a C vagy RC kondenzátort a diódára
A dióda nagy sebességű be- és kikapcsolásakor figyelembe kell venni a parazita paramétereket. A dióda fordított helyreállítási periódusa alatt az egyenértékű induktivitás és az egyenértékű kapacitás RC oszcillátorrá válik, amely nagyfrekvenciás rezgést generál. Ennek a nagyfrekvenciás rezgésnek az elnyomására egy kondenzátor C vagy RC snubber hálózatot kell párhuzamosan csatlakoztatni a diódán keresztül. Az ellenállás általában 10Ω-100Ω, a kapacitás pedig 4,7pF-2.2nF.
A diódával párhuzamosan kapcsolt C vagy RC kondenzátor értéke csak próba-hibával határozható meg. Ha nem megfelelően van kiválasztva, az komolyabb kilengéseket okoz.
Ha a nagyfrekvenciás zajra vonatkozó követelmények szigorúak, akkor lágy kapcsolási technológia alkalmazható. Sok könyvet szentelnek a lágy váltásnak.
5. A diódát egy induktor követi (EMI szűrő)
Ez is egy általánosan használt módszer a nagyfrekvenciás zajok elnyomására. A zajkeltés gyakoriságát megcélozva, a megfelelő induktivitáselem kiválasztásával a zaj hatékonyan is elnyomható. Meg kell jegyezni, hogy az induktor névleges áramának meg kell felelnie a tényleges követelményeknek. A viszonylag egyszerű módszert nem magyarázzuk el részletesen.
