Ripple kakuatan switching téh bisa dilawan. Tujuan pamungkas kami nyaéta pikeun ngirangan ripple kaluaran ka tingkat anu lumayan. Solusi anu paling dasar pikeun ngahontal tujuan ieu nyaéta ngahindarkeun generasi ripples. Munggaran sadaya Jeung cukang lantaranana.
Kalayan saklar SWITCH, arus dina induktansi L ogé turun naek sareng turun dina nilai sah tina arus kaluaran. Ku alatan éta, bakal aya ogé ripple anu frékuénsi sarua salaku Switch dina tungtung kaluaran. Sacara umum, ripples of riber nujul kana ieu, nu patali jeung kapasitas kaluaran kapasitor jeung ESR. Frékuénsi ripple ieu sarua jeung catu daya switching, kalawan rentang puluhan nepi ka ratusan kHz.
Salaku tambahan, Switch umumna nganggo transistor bipolar atanapi MOSFET. Henteu janten masalah anu mana, bakal aya waktos naék sareng turun nalika dihurungkeun sareng maot. Dina waktos ieu, moal aya noise dina sirkuit anu sarua jeung nambahan waktu salaku Switch rising waktu panurunan, atawa sababaraha kali, sarta umumna puluhan MHz. Nya kitu, dioda D aya dina recovery tibalik. Sirkuit sarimbag nyaéta séri kapasitor résistansi sareng induktor, anu bakal nyababkeun résonansi, sareng frekuensi bising puluhan MHz. Dua sora ieu umumna disebut bising frekuensi tinggi, sareng amplitudona biasana langkung ageung tibatan ripple.
Upami éta konverter AC/DC, salian ti dua riak di luhur (noise), aya ogé noise AC. Frékuénsi nyaéta frékuénsi asupan catu daya AC, sakitar 50-60Hz. Aya ogé noise co-mode, sabab alat kakuatan loba switching catu daya ngagunakeun cangkang salaku radiator a, nu ngahasilkeun hiji capacitance sarua.
Ngukur ripples kakuatan switching
Syarat dasar:
Gandeng jeung hiji oscilloscope AC
wates rubakpita 20MHz
Cabut kabel taneuh tina usik
1.AC gandeng nyaéta ngaleupaskeun tegangan DC superposition sarta ménta hiji gelombang akurat.
2. Muka wates rubakpita 20MHz nyaéta pikeun nyegah gangguan tina noise frekuensi tinggi jeung nyegah kasalahan. Kusabab amplitudo komposisi frekuensi tinggi ageung, éta kedah dipiceun nalika diukur.
3. Unplug klip taneuh tina usik oscilloscope, sarta ngagunakeun ukuran ukur taneuh pikeun ngurangan gangguan. Loba departemén teu boga cingcin taneuh. Tapi mertimbangkeun faktor ieu nalika nangtoskeun naha éta mumpuni.
titik sejen nyaeta ngagunakeun terminal 50Ω. Numutkeun inpormasi oscilloscope, modul 50Ω nyaéta ngaleupaskeun komponén DC sareng ngukur komponén AC sacara akurat. Sanajan kitu, aya sababaraha oscilloscopes kalawan panyilidikan husus misalna. Dina kalolobaan kasus, pamakéan usik ti 100kΩ mun 10MΩ dipaké, nu samentara can écés.
Di luhur mangrupikeun pancegahan dasar nalika ngukur ripple switching. Upami usik oscilloscope henteu langsung kakeunaan titik kaluaran, éta kedah diukur ku garis bengkok atanapi kabel coaxial 50Ω.
Nalika ngukur noise frekuensi tinggi, pita pinuh osiloskop umumna ratusan mega ka tingkat GHz. Batur anu sarua jeung di luhur. Panginten perusahaan anu béda gaduh metode tés anu béda. Dina analisis ahir, anjeun kedah terang hasil tés anjeun.
Ngeunaan oscilloscope:
Sababaraha osiloskop digital teu tiasa ngukur ripples kalayan leres kusabab interferensi sareng jero neundeun. Dina waktu ieu, oscilloscope kudu diganti. Sok sanajan rubakpita oscilloscope simulasi heubeul ngan puluhan mega, kinerja leuwih hade tinimbang oscilloscope digital.
Inhibisi ripples kakuatan switching
Pikeun ngaganti ripples, téoritis jeung sabenerna aya. Aya tilu cara pikeun ngirangan atanapi ngirangan:
1. Ningkatkeun induktansi jeung kaluaran kapasitor nyaring
Numutkeun rumus catu daya switching, ukuran turun naek ayeuna sareng nilai induktansi tina induktansi induktif janten sabanding tibalik, sareng ripples kaluaran sareng kapasitor kaluaran sabanding tibalik. Ku alatan éta, ngaronjatna kapasitor listrik jeung kaluaran bisa ngurangan ripples.
Gambar di luhur nyaéta bentuk gelombang ayeuna dina induktor catu daya switching L. Arus ripple na △ i bisa diitung tina rumus ieu:
Ieu bisa ditempo yén ngaronjatna nilai L atawa ngaronjatna frékuénsi switching bisa ngurangan fluctuations ayeuna dina induktansi nu.
Nya kitu, hubungan antara ripples kaluaran jeung kapasitor kaluaran: VRIPPLE = IMAX / (CO × F). Ieu bisa ditempo yén ngaronjatna nilai kapasitor kaluaran bisa ngurangan ripple nu.
Metodeu anu biasa nyaéta ngagunakeun kapasitor éléktrolitik aluminium pikeun kapasitansi kaluaran pikeun ngahontal tujuan kapasitas anu ageung. Sanajan kitu, kapasitor electrolytic henteu pohara efektif dina suppressing noise -frequency tinggi, sarta ESR relatif badag, ku kituna bakal nyambungkeun kapasitor keramik gigireun eta nyieun up for kurangna kapasitor electrolytic aluminium.
Dina waktos anu sami, nalika catu daya berpungsi, tegangan VIN tina terminal input henteu robih, tapi arusna robih sareng saklar. Dina waktos ayeuna, catu daya input henteu nyayogikeun sumur ayeuna, biasana caket terminal input ayeuna (nyandak jinis buck sabagé conto, caket Switch), sareng nyambungkeun kapasitansi pikeun nyayogikeun arus.
Saatos nerapkeun countermeasure ieu, suplai kakuatan switch Buck ditémbongkeun dina gambar di handap ieu:
Pendekatan di luhur dugi ka ngirangan ripples. Kusabab wates volume, induktansi moal ageung pisan; kapasitor kaluaran naek ka gelar nu tangtu, sarta euweuh pangaruh atra dina ngurangan ripples; kanaékan frékuénsi switching bakal ningkatkeun leungitna switch. Janten nalika saratna ketat, metode ieu henteu saé pisan.
Pikeun prinsip ngalihkeun catu daya, anjeun tiasa ngarujuk kana sababaraha jinis manual desain kakuatan switching.
2. Dua-tingkat nyaring nyaéta pikeun nambahkeun kahiji-tingkat saringan LC
Pangaruh inhibitory tina filter LC dina ripple noise relatif atra. Numutkeun frékuénsi ripple dihapus, pilih kapasitor induktor luyu pikeun ngabentuk sirkuit filter. Sacara umum, éta bisa ngurangan ripples ogé. Dina hal ieu, anjeun kudu mertimbangkeun titik sampling tina tegangan eupan balik. (Saperti ditémbongkeun di handap)
Titik sampling dipilih sateuacan saringan LC (PA), sareng tegangan kaluaran bakal ngirangan. Kusabab induktansi naon waé gaduh résistansi DC, nalika aya kaluaran ayeuna, bakal aya turunna tegangan dina induktansi, nyababkeun panurunan dina tegangan kaluaran catu daya. Sareng serelek tegangan ieu robih sareng arus kaluaran.
Titik sampling dipilih saatos saringan LC (PB), supados tegangan kaluaran mangrupikeun tegangan anu dipikahoyong. Tapi, induktansi sareng kapasitor diwanohkeun ka jero sistem kakuatan, anu tiasa nyababkeun instabilitas sistem.
3. Saatos kaluaran catu daya switching, sambungkeun LDO nyaring
Ieu cara paling éféktif pikeun ngurangan ripples jeung noise. Tegangan kaluaran konstan sareng henteu kedah ngarobih sistem eupan balik asli, tapi éta ogé paling murah sareng konsumsi kakuatan anu paling luhur.
Sakur LDO gaduh indikator: rasio suprési bising. Ieu kurva frékuénsi-DB, ditémbongkeun saperti dina gambar di handap mangrupa kurva LT3024 LT3024.
Saatos LDO, ripple switching umumna handap 10mV. Angka ieu mangrupikeun perbandingan ripples sateuacan sareng saatos LDO:
Dibandingkeun jeung kurva inohong di luhur sarta gelombang dina kénca, éta bisa ditempo yén pangaruh inhibitory of LDO pohara alus pikeun ripples switching ratusan KHz. Tapi dina rentang frékuénsi luhur, pangaruh LDO teu jadi idéal.
Ngurangan riak. Wiring PCB tina catu daya switching ogé kritis. Pikeun noise-frequency tinggi, alatan frékuénsi badag frékuénsi luhur, sanajan post-stage nyaring boga pangaruh nu tangtu, pangaruh teu atra. Aya studi husus dina hal ieu. Pendekatan saderhana nyaéta dina dioda sareng kapasitansi C atanapi RC, atanapi sambungkeun induktansi sacara séri.
Gambar di luhur mangrupakeun sirkuit sarimbag tina dioda sabenerna. Nalika dioda nyaéta-speed tinggi, parameter parasit kudu dianggap. Salila recovery tibalik tina dioda, induktansi sarimbag jeung kapasitansi sarimbag jadi osilator RC, ngahasilkeun osilasi frekuensi tinggi. Dina raraga ngurangan osilasi frékuénsi luhur ieu, perlu pikeun nyambungkeun capacitance C atawa jaringan panyangga RC dina duanana tungtung dioda nu. Résistansi umumna 10Ω-100 ω, sareng kapasitansi nyaéta 4.7PF-2.2NF.
Kapasitansi C atanapi RC dina dioda C atanapi RC tiasa ditangtukeun ku uji ulang. Upami henteu dipilih leres, éta bakal nyababkeun osilasi anu langkung parah.
waktos pos: Jul-08-2023
