Misure per ridurre l'ondulazione e il rumore della tensione negli alimentatori a commutazione
Rispetto agli alimentatori lineari, gli alimentatori a commutazione (inclusi convertitori CA/CC, convertitori CC/CC, moduli CA/CC e moduli CC/CC) presentano il vantaggio più importante dell'elevata efficienza di conversione, che generalmente può raggiungere 8{{7 }}% all'85% e fino al 90% al 97%; In secondo luogo, l'alimentatore switching utilizza trasformatori ad alta frequenza invece di ingombranti trasformatori di frequenza industriale, il che non solo riduce il peso ma riduce anche il volume, dando vita ad una gamma di applicazioni sempre più ampia. Tuttavia, lo svantaggio dell'alimentatore a commutazione è che il transistor di commutazione funziona in uno stato di commutazione ad alta frequenza e l'ondulazione di uscita e la tensione di rumore sono relativamente grandi, solitamente circa l'1% della tensione di uscita (la minima è circa lo 0,5% della tensione di uscita). tensione di uscita). Il miglior prodotto ha anche una tensione di ripple e di rumore di decine di mV; Il tubo di regolazione dell'alimentatore lineare funziona in uno stato lineare, senza tensione di ondulazione, e anche la tensione di rumore in uscita è piccola, con l'unità di μ V.
Questo articolo introduce brevemente le cause e i metodi di misurazione dell'ondulazione e del rumore generati dagli alimentatori a commutazione, dai dispositivi di misurazione, dagli standard di misurazione e dalle misure per ridurre l'ondulazione e il rumore.
1, Motivi della generazione di ondulazioni e rumore:
L'uscita dell'alimentatore a commutazione non è pura tensione CC, ma al suo interno sono presenti alcuni componenti CA causati da ondulazioni e rumore. L'ondulazione è la fluttuazione della tensione CC in uscita, che è correlata all'azione di commutazione dell'alimentatore switching. In ogni processo di apertura e chiusura, l'energia elettrica viene "pompata" dall'estremità di ingresso all'estremità di uscita, formando un processo di carica e scarica, con conseguenti fluttuazioni della tensione di uscita, con una frequenza simile alla frequenza dell'interruttore. La tensione di ondulazione è il valore da picco a picco tra i picchi e le valli dell'ondulazione e la sua dimensione è correlata alla capacità e alla qualità dei condensatori di ingresso e di uscita dell'alimentatore switching.
Esistono due ragioni per la generazione di rumore: una è generata dallo stesso alimentatore switching; Un altro tipo è l'interferenza da campi elettromagnetici esterni (EMI), che possono entrare nell'alimentatore a commutazione attraverso radiazioni o input attraverso linee elettriche. Il rumore generato dall'alimentatore switching stesso è un treno di impulsi ad alta frequenza causato da impulsi acuti generati al momento della conduzione e dell'interruzione dell'interruttore, noto anche come rumore di commutazione. La frequenza del treno di impulsi di rumore è molto più elevata della frequenza di commutazione e la tensione di rumore è il suo valore da picco a picco. L'ampiezza della tensione di rumore è in gran parte correlata alla topologia dell'alimentatore switching, allo stato parassita nel circuito e al design del PCB.
2, Misure per ridurre l'ondulazione e la tensione di rumore:
Oltre al rumore di commutazione, l'ingresso dell'alimentatore switching nel convertitore CA/CC è sottoposto a rettifica dell'onda intera e filtraggio del condensatore e la forma d'onda della corrente è a impulsi, come mostrato nella Figura 17 (La Figura a mostra il circuito di rettifica e filtraggio dell'onda intera e b mostra le forme d'onda di tensione e corrente). Sono presenti armoniche di ordine superiore nella forma d'onda corrente, che aumenteranno l'emissione di rumore. Un buon alimentatore switching (convertitore CA/CC) ha aggiunto un circuito di correzione del fattore di potenza (PFC) nel circuito, rendendo la corrente di uscita approssimativamente un'onda sinusoidale, riducendo le armoniche di ordine superiore e aumentando il fattore di potenza a circa {{3} }.95, riducendo l'inquinamento della rete elettrica.
