اقداماتی برای کاهش ولتاژ ریپل و نویز در منابع تغذیه سوئیچینگ

اقداماتی برای کاهش ولتاژ ریپل و نویز در منابع تغذیه سوئیچینگ

در مقایسه با منابع تغذیه خطی، منابع تغذیه سوئیچینگ (شامل مبدل‌های AC/DC، مبدل‌های DC/DC، ماژول‌های AC/DC و ماژول‌های DC/DC) برجسته‌ترین مزیت راندمان تبدیل بالا را دارند، که معمولاً می‌تواند به 8{{7} برسد. }} درصد تا 85 درصد و تا 90 درصد تا 97 درصد ; ثانیاً، منبع تغذیه سوئیچینگ از ترانسفورماتورهای فرکانس بالا به جای ترانسفورماتورهای فرکانس قدرت حجیم استفاده می کند که نه تنها وزن را کاهش می دهد بلکه حجم را نیز کاهش می دهد و در نتیجه طیف گسترده ای از کاربردها را در پی دارد. با این حال، نقطه ضعف منبع تغذیه سوئیچینگ این است که ترانزیستور سوئیچ آن در حالت سوئیچینگ فرکانس بالا کار می کند و ولتاژ ریپل خروجی و نویز نسبتاً زیاد است، معمولاً حدود 1 درصد ولتاژ خروجی (کم حدود 0.5 درصد ولتاژ خروجی است. ولتاژ خروجی). بهترین محصول همچنین دارای ولتاژ موج دار و نویز ده ها میلی ولت است. لوله تنظیم منبع تغذیه خطی در حالت خطی بدون ولتاژ موج دار عمل می کند و ولتاژ نویز خروجی نیز با واحد μ V کوچک است.

این مقاله به طور خلاصه علل و روش های اندازه گیری ریپل و نویز تولید شده توسط منابع تغذیه سوئیچینگ، دستگاه های اندازه گیری، استانداردهای اندازه گیری و اقداماتی برای کاهش ریپل و نویز را معرفی می کند.

1، دلایل ایجاد موج و نویز:

خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ ولتاژ DC خالص نیست، اما برخی از قطعات AC در داخل آن وجود دارد که ناشی از ریپل و نویز است. ریپل نوسان ولتاژ DC خروجی است که به عملکرد سوئیچینگ منبع تغذیه سوئیچینگ مربوط می شود. در هر فرآیند باز و بسته شدن، انرژی الکتریکی از انتهای ورودی به انتهای خروجی "پمپ" می شود و فرآیند شارژ و دشارژ را تشکیل می دهد و در نتیجه نوساناتی در ولتاژ خروجی با فرکانس مشابه فرکانس کلید ایجاد می شود. ولتاژ ریپل مقدار پیک به پیک بین قله ها و دره های ریپل است و اندازه آن به ظرفیت و کیفیت خازن های ورودی و خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ مربوط می شود.

دو دلیل برای تولید نویز وجود دارد: یکی توسط منبع تغذیه سوئیچینگ تولید می شود. نوع دیگر تداخل میدان های الکترومغناطیسی خارجی (EMI) است که می تواند از طریق تشعشع یا ورودی از طریق خطوط برق وارد منبع تغذیه سوئیچینگ شود. سر و صدای تولید شده توسط منبع تغذیه سوئیچینگ، یک قطار پالسی با فرکانس بالا است که توسط پالس های تیز تولید شده در لحظه هدایت سوئیچ و قطع آن ایجاد می شود که به عنوان نویز سوئیچینگ نیز شناخته می شود. فرکانس ترن پالس نویز بسیار بیشتر از فرکانس سوئیچینگ است و ولتاژ نویز مقدار پیک به پیک آن است. دامنه ولتاژ نویز تا حد زیادی با توپولوژی منبع تغذیه سوئیچینگ، وضعیت انگلی در مدار و طراحی PCB مرتبط است.

2، اقدامات برای کاهش ولتاژ ریپل و نویز:

علاوه بر نویز سوئیچینگ، ورودی منبع تغذیه سوئیچینگ در مبدل AC/DC تحت یکسوسازی موج کامل و فیلتر خازن قرار می گیرد و شکل موج جریان پالسی است، همانطور که در شکل 17 نشان داده شده است (شکل a مدار یکسوسازی و فیلتر کردن کامل موج را نشان می دهد، و b شکل موج ولتاژ و جریان را نشان می دهد). هارمونیک های مرتبه بالاتری در شکل موج جریان وجود دارد که باعث افزایش نویز خروجی می شود. یک منبع تغذیه سوئیچینگ خوب (مبدل AC/DC) مدار تصحیح ضریب توان (PFC) را در مدار اضافه کرده است، جریان خروجی را به صورت موج سینوسی تقریبی، کاهش هارمونیک های مرتبه بالا و افزایش ضریب توان به حدود {{3} }.95، کاهش آلودگی شبکه برق.