Mi az oka a szabályozott tápegység hullámzásának és zajának?
A kapcsolóüzemű táp kimenete nem tisztán egyenfeszültség, hanem van benne néhány váltóáramú alkatrész, amit hullámzás és zaj okoz. A hullámosság a kimeneti egyenfeszültség ingadozása, amely a kapcsolóüzemű tápegység kapcsolási műveletéhez kapcsolódik. Minden be- és kikapcsolási folyamat során az elektromos energia "szivattyúzásra" kerül a bemeneti végről a kimenetre, töltési és kisütési folyamatot képezve, ami a kimeneti feszültség ingadozását eredményezi, és az ingadozási frekvencia megegyezik a kapcsolási frekvencia. A hullámos feszültség a hullámosság csúcsa és mélypontja közötti csúcstól csúcsig terjedő érték, mérete pedig a kapcsolóüzemű tápegység bemeneti és kimeneti kondenzátorának kapacitásától és minőségétől függ.
A zajnak két oka van, az egyiket maga a kapcsolóüzemű tápegység generálja; a másik a külső elektromágneses tér interferenciája (EMI), amely sugárzáson keresztül juthat be a kapcsolóüzemű tápegységbe, illetve a tápvezetéken keresztül juthat be a kapcsolóüzemű tápegységbe.
Maga a kapcsolóüzemű táp által keltett zaj egy nagyfrekvenciás impulzussorozat, amelyet a kapcsoló be- és kikapcsolásakor fellépő éles impulzusok okoznak, és ezt kapcsolási zajnak is nevezik. A zajkitörés frekvenciája sokkal nagyobb, mint a kapcsolási frekvencia, és a zajfeszültség a csúcstól csúcsig terjedő értéke. A zajfeszültség amplitúdója nagymértékben összefügg a kapcsolóüzemű tápegység topológiájával, az áramkörben lévő parazita állapottal és a NYÁK kialakításával.
A hullámosság és a zaj hullámalakjai oszcilloszkóppal láthatók, ahogy az 1. ábrán látható. A hullámosság frekvenciája megegyezik a kapcsolócső frekvenciájával, a zaj frekvenciája pedig kétszerese a kapcsolócsőének. A hullámfeszültség csúcstól csúcsig értékének és a zajfeszültség csúcstól csúcsig értékének összege a hullámzás és a zajfeszültség, mértékegysége mVp-p.
Hullám- és zajmérési módszerek
A hullámosság és a zajfeszültség a kapcsolóüzemű tápegységek egyik fő teljesítményparamétere, ezért ezek pontos mérése nagyon fontos kérdés. Jelenleg a hullám- és zajfeszültség mérési módszere a szélessávú oszcilloszkóp használata, amellyel pontosan mérhető a hullámosság és a zajfeszültség értéke.
A kapcsolóüzemű tápegységek sokfélesége miatt (különböző topológiájú, működési frekvenciákkal, kimeneti teljesítménnyel, eltérő műszaki követelményekkel stb.) minden gyártó az oszcilloszkópos mérési módszert alkalmazza. Minden mérésnek saját szabványa van, nevezetesen vállalati szabványok.
A hullámosság és zaj oszcilloszkóppal történő mérésére szolgáló berendezés blokkvázlata a 2. ábrán látható. A vizsgált kapcsolóüzemű tápegységből, terhelésből, oszcilloszkópból és mérőcsatlakozásból áll. Egyes mérőeszközökben olyan alkatrészeket is hegesztenek, mint az induktivitás vagy a kapacitás és az ellenállás.
