Come prevenire la generazione di ondulazioni negli alimentatori a commutazione
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.
Come sopprimere la generazione di ondulazione nell'alimentatore a commutazione? Il nostro obiettivo è ridurre l’ondulazione dell’output a un livello tollerabile. La soluzione fondamentale per raggiungere questo obiettivo è:
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 AC/DC, oltre ai due tipi di ripple (rumore) menzionati sopra, c'è anche il rumore AC, che è la frequenza dell'alimentazione AC in ingresso, intorno a 50-60 Hz. 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.
