Suprimarea ondulației în comutația de alimentare
Pentru comutarea ondulației, trebuie să existe atât în teorie, cât și în practică. Există, de obicei, cinci moduri de a o suprima sau de a reduce:
1. Măriți inductanța și filtrul condensatorului de ieșire
Conform formulei de comutare a sursei de alimentare, fluctuația curentului în inductor este invers proporțională cu valoarea inductanței, iar ondulația de ieșire este invers proporțională cu valoarea condensatorului de ieșire. Prin urmare, creșterea valorii inductorului și a valorii condensatorului de ieșire poate reduce ondulația.
În mod similar, relația dintre ondulația de ieșire și capacitatea de ieșire: vripple=Imax/(Co×f). Se poate observa că creșterea valorii condensatorului de ieșire poate reduce ondulația.
De obicei, pentru condensatoarele de ieșire, condensatoarele electrolitice din aluminiu sunt utilizate pentru a obține o capacitate mare. Cu toate acestea, condensatorii electrolitici nu sunt foarte eficienți în suprimarea zgomotului de înaltă frecvență, iar ESR-ul este relativ mare, așa că un condensator ceramic va fi conectat în paralel lângă acesta pentru a compensa lipsa condensatoarelor electrolitice din aluminiu.
În același timp, când sursa de comutație funcționează, tensiunea Vin la terminalul de intrare nu se modifică, dar curentul se modifică cu comutatorul. În acest moment, sursa de alimentare de intrare nu va furniza curent foarte bine, de obicei aproape de borna de intrare a curentului (luați ca exemplu tipul BucK, lângă SWITcH) și conectați un condensator în paralel pentru a furniza curent.
Efectul metodei de mai sus asupra reducerii ondulației este limitat. Din cauza limitărilor de volum, inductanța nu va fi prea mare; dacă capacitatea de ieșire crește la un anumit nivel, nu va avea niciun efect evident asupra reducerii ondulației; creșterea frecvenței de comutare va crește pierderea de comutare. Deci, atunci când cerințele sunt mai stricte, această metodă nu este foarte bună. Pentru principiul comutării sursei de alimentare etc., puteți consulta diverse manuale de proiectare a sursei de comutație.
2. Filtrare în două etape, adică adăugarea unei etape suplimentare de filtru LC
Filtrul LC are un efect de suprimare mai evident asupra ondulației zgomotului. În funcție de frecvența ondulației care trebuie îndepărtată, o inductanță și o capacitate adecvate sunt selectate pentru a forma un circuit de filtru, care poate reduce, în general, ondulația foarte bine.
Dacă punctul de eșantionare este selectat înaintea filtrului LC (Pa), tensiunea de ieșire va scădea. Deoarece orice inductor are o rezistență de curent continuu, atunci când există ieșire de curent, va exista o cădere de tensiune pe inductor, rezultând o scădere a tensiunii de ieșire a sursei de alimentare. Și această cădere de tensiune variază în funcție de curentul de ieșire.
Punctul de eșantionare este selectat după filtrul LC (Pb), astfel încât tensiunea de ieșire să fie tensiunea pe care o dorim. Dar acest lucru introduce o inductanță și un condensator în interiorul sistemului de alimentare, ceea ce poate cauza instabilitate a sistemului. În ceea ce privește stabilitatea sistemului, s-au introdus multe informații, așa că nu voi scrie în detaliu aici.
3. După comutarea ieșirii sursei de alimentare, conectați-vă la filtrul LDO
Acesta este cel mai eficient mod de a reduce ondulația și zgomotul, tensiunea de ieșire este constantă și nu este nevoie să schimbați sistemul de feedback original, dar este și metoda cu cel mai mare cost și cel mai mare consum de energie. Orice LDO are un indicator: raportul de respingere a zgomotului. este o curbă frecvență-dB.
Pentru a reduce ondulația. Dispunerea PCB a sursei de alimentare cu comutare este, de asemenea, foarte critică, ceea ce este o problemă foarte dificilă. Există ingineri PCB dedicati pentru alimentarea cu comutare. Pentru zgomotul de înaltă frecvență, datorită frecvenței înalte și amplitudinii mari, deși filtrarea post-etapă are un anumit efect, efectul nu este evident. Există cercetări speciale în acest domeniu, iar modalitatea simplă este să conectați capacitatea C sau RC sau inductanța în serie pe diodă.
4. Conectați condensatorul C sau RC la diodă
Când o diodă este pornită și oprită la viteză mare, trebuie luați în considerare parametrii paraziți. În timpul perioadei de recuperare inversă a diodei, inductanța echivalentă și capacitatea echivalentă devin un oscilator RC, generând oscilații de înaltă frecvență. Pentru a suprima această oscilație de înaltă frecvență, o rețea de amortizare a condensatorului C sau RC trebuie conectată în paralel peste diodă. Rezistența este în general de 10Ω-100Ω, iar capacitatea este de 4,7pF{-2,2nF.
Valoarea condensatorului C sau RC conectat în paralel cu dioda poate fi determinată numai prin încercare și eroare. Dacă nu este selectat corespunzător, va provoca oscilații mai grave.
Dacă cerințele pentru zgomotul de înaltă frecvență sunt stricte, poate fi utilizată tehnologia de comutare soft. Există multe cărți dedicate comutării soft.
5. Dioda este urmată de un inductor (filtru EMI)
Aceasta este, de asemenea, o metodă frecvent utilizată pentru a suprima zgomotul de înaltă frecvență. Vizând frecvența de generare a zgomotului, selectarea elementului de inductanță adecvat poate, de asemenea, suprima eficient zgomotul. Trebuie remarcat faptul că curentul nominal al inductorului ar trebui să îndeplinească cerințele reale. Metoda relativ simplă nu va fi explicată în detaliu.
