Come prevenire il ripple dell'alimentatore switching
Generazione di ripple negli alimentatori switching
Il nostro obiettivo è ridurre l'ondulazione in uscita a un livello tollerabile e la soluzione fondamentale per raggiungere questo obiettivo è evitare il più possibile la generazione di ondulazione. Innanzitutto occorre chiarire le tipologie e le cause del ripple nell'alimentatore switching.
Dopo la commutazione di SWITCH, anche la corrente nell'induttore L oscilla su e giù entro il valore effettivo della corrente di uscita. All'uscita si avrà quindi anche un'ondulazione con la stessa frequenza di SWITCH, che generalmente viene chiamata ondulazione. È correlato alla capacità e all'ESR del condensatore di uscita. La frequenza di questa ondulazione è la stessa di un alimentatore switching, variando dalle decine alle centinaia di KHz.
Inoltre SWITCH utilizza generalmente transistor bipolari o MOSFET. Indipendentemente da quale viene utilizzato, ci sarà un tempo di salita e un tempo di discesa quando viene acceso e spento. A questo punto nel circuito apparirà un rumore con la stessa frequenza o multipli dispari del tempo di salita e discesa di SWITCH, solitamente nell'ordine delle decine di MHz. Al momento del recupero inverso, il circuito equivalente del diodo D è un collegamento in serie di resistenza, capacità e induttanza, che può causare risonanza e generare frequenze di rumore di diverse decine di MHz. Questi due tipi di rumore sono generalmente chiamati rumore ad alta frequenza e la loro ampiezza è solitamente molto maggiore dell'ondulazione.
Se si tratta di un convertitore CA/CC, oltre ai due tipi di ondulazione (rumore) menzionati sopra, c'è anche il rumore CA, che è la frequenza dell'alimentazione CA in ingresso, intorno a 50-60Hz. Esiste anche un tipo di rumore di modo comune, causato dalla capacità equivalente generata dai dispositivi di alimentazione di molti alimentatori a commutazione che utilizzano involucri come dissipatori di calore. Dato che sono impegnato nella ricerca e nello sviluppo dell'elettronica automobilistica, sono meno esposto agli ultimi due tipi di rumore, quindi al momento non li considero.
Misura del ripple negli alimentatori switching
Requisiti di base: utilizzare l'accoppiamento CA dell'oscilloscopio, limite di larghezza di banda di 20 MHz, scollegare il filo di terra della sonda
1. L'accoppiamento CA è il processo di rimozione della tensione CC sovrapposta per ottenere la forma d'onda corretta.
2. L'apertura del limite di larghezza di banda di 20 MHz serve a prevenire interferenze dovute al rumore ad alta frequenza e ad evitare errori di misurazione. A causa della grande ampiezza dei componenti ad alta frequenza, questi dovrebbero essere rimossi durante la misurazione.
3. Scollegare la clip di messa a terra della sonda dell'oscilloscopio e misurare con un anello di messa a terra per ridurre le interferenze. Molte parti non dispongono di anelli di messa a terra e, se l'errore è accettabile, possono essere misurate direttamente utilizzando il morsetto di messa a terra della sonda. Ma questo fattore dovrebbe essere considerato quando si determina se è qualificato.
Un altro punto è utilizzare un terminale da 50 Ω. Secondo le informazioni sull'oscilloscopio Yokogawa, il modulo da 50 Ω misura la componente CA dopo aver rimosso la componente CC. Tuttavia, pochi oscilloscopi sono dotati di sonde così specializzate. Nella maggior parte dei casi, per la misurazione vengono utilizzate sonde standard che vanno da 100 K Ω a 10 M Ω e l’impatto non è attualmente chiaro.
Quelle sopra riportate sono le precauzioni di base quando si misura l'ondulazione dell'interruttore. Se la sonda dell'oscilloscopio non entra direttamente in contatto con il punto di uscita, deve essere misurata utilizzando cavi a doppino intrecciato o cavi coassiali da 50 Ω.
Quando si misura il rumore ad alta frequenza, la banda passante completa di un oscilloscopio è generalmente compresa tra diverse centinaia di megahertz e GHz. Gli altri sono uguali a quelli sopra. Diverse aziende possono avere metodi di test diversi. In definitiva, è importante avere una chiara comprensione dei risultati dei propri test** Per ottenere il riconoscimento dei clienti.
