Kommutatsiya quvvatining to'lqinlanishi muqarrar. Bizning yakuniy maqsadimiz chiqish to'lqinini toqat qilinadigan darajaga kamaytirishdir. Ushbu maqsadga erishish uchun eng asosiy yechim to'lqinlar paydo bo'lishining oldini olishdir. Avvalo Va sababi.
SWITCH kaliti bilan L indüktansdagi oqim ham chiqish oqimining joriy qiymatida yuqoriga va pastga o'zgaradi. Shuning uchun, chiqish oxirida Switch bilan bir xil chastotaga ega bo'lgan dalgalanma ham bo'ladi. Odatda, riberning to'lqinlari bunga ishora qiladi, bu chiqish kondansatörü va ESR quvvati bilan bog'liq. Ushbu to'lqinning chastotasi kommutatsiya quvvat manbai bilan bir xil bo'lib, o'nlab dan yuzlab kHz gacha.
Bundan tashqari, Switch odatda bipolyar tranzistorlar yoki MOSFETlardan foydalanadi. Qaysi biri bo'lishidan qat'iy nazar, u yoqilgan va o'lganida ko'tarilish va pasayish vaqti bo'ladi. Bu vaqtda kontaktlarning zanglashiga olib kirish vaqti ko'tarilish vaqti bilan bir xil yoki bir necha marta kamayadigan va odatda o'nlab MGts ga teng shovqin bo'lmaydi. Xuddi shunday, diod D teskari tiklanishda. Ekvivalent sxema - bu rezonansga olib keladigan qarshilik kondensatorlari va induktorlari seriyasidir va shovqin chastotasi o'nlab MGts. Ushbu ikkita shovqin odatda yuqori chastotali shovqin deb ataladi va amplituda odatda to'lqinlanishdan ancha katta.
Agar u AC / DC konvertori bo'lsa, yuqoridagi ikkita to'lqinga (shovqin) qo'shimcha ravishda AC shovqini ham mavjud. Chastota - kirish AC quvvat manbai chastotasi, taxminan 50-60Hz. Ko'p kommutatsiya quvvat manbai quvvat qurilmasi ekvivalent sig'im ishlab chiqaradigan radiator sifatida qobiqdan foydalanganligi sababli, birgalikdagi shovqin ham mavjud.
Kommutatsiya quvvati to'lqinlarini o'lchash
Asosiy talablar:
AC osiloskop bilan ulash
20 MGts tarmoqli kengligi chegarasi
Probning tuproq simini ajratib oling
1.AC ulanishi superpozitsiyali shahar kuchlanishini olib tashlash va aniq to'lqin shaklini olishdir.
2. 20 MGts tarmoqli kengligi chegarasini ochish yuqori chastotali shovqin shovqinini oldini olish va xatolikni oldini olishdir. Yuqori chastotali kompozitsiyaning amplitudasi katta bo'lgani uchun uni o'lchashda olib tashlash kerak.
3. Osiloskop probining yer qisqichini ajratib oling va shovqinni kamaytirish uchun tuproq o'lchovidan foydalaning. Ko'pgina bo'limlarda zamin halqalari yo'q. Ammo malakali yoki yo'qligini aniqlashda ushbu omilni hisobga oling.
Yana bir nuqta - 50Ō terminaldan foydalanish. Osiloskop ma'lumotlariga ko'ra, 50Ō moduli DC komponentini olib tashlash va AC komponentini aniq o'lchashdir. Biroq, bunday maxsus problar bilan bir nechta osiloskoplar mavjud. Ko'pgina hollarda, 100 kŌ dan 10 MŌ gacha bo'lgan problardan foydalanish qo'llaniladi, bu vaqtinchalik noaniq.
Yuqoridagilar kommutatsiya to'lqinini o'lchashda asosiy ehtiyot choralari hisoblanadi. Agar osiloskop probi to'g'ridan-to'g'ri chiqish nuqtasiga ta'sir qilmasa, uni o'ralgan chiziqlar yoki 50Ō koaksiyal kabellar bilan o'lchash kerak.
Yuqori chastotali shovqinni o'lchashda osiloskopning to'liq diapazoni odatda yuzlab mega dan GGts gacha. Boshqalar yuqoridagi bilan bir xil. Ehtimol, turli kompaniyalar turli xil sinov usullariga ega. Yakuniy tahlilda siz test natijalarini bilishingiz kerak.
Osiloskop haqida:
Ba'zi raqamli osiloskoplar shovqin va saqlash chuqurligi tufayli to'lqinlarni to'g'ri o'lchay olmaydi. Bu vaqtda osiloskopni almashtirish kerak. Ba'zan eski simulyatsiya osiloskopining tarmoqli kengligi atigi o'nlab mega bo'lsa-da, ishlash raqamli osiloskopdan yaxshiroqdir.
Kommutatsiya quvvati to'lqinlarini inhibe qilish
Dalgalarni almashtirish uchun nazariy jihatdan va aslida mavjud. Uni bostirish yoki kamaytirishning uchta usuli mavjud:
1. Endüktans va chiqish kondansatkichlarini filtrlashni oshiring
Kommutatsiya quvvat manbai formulasiga ko'ra, oqim tebranish hajmi va induktiv indüktansning indüktans qiymati teskari proportsional bo'ladi va chiqish to'lqinlari va chiqish kondansatkichlari teskari proportsionaldir. Shu sababli, elektr va chiqish kondansatkichlarini ko'paytirish to'lqinlarni kamaytirishi mumkin.
Yuqoridagi rasm L kommutatsiya quvvat manbai induktoridagi oqim to'lqin shaklidir. Uning to'lqinli oqimi △ i ni quyidagi formula bo'yicha hisoblash mumkin:
Ko'rinib turibdiki, L qiymatini oshirish yoki kommutatsiya chastotasini oshirish indüktansdagi oqim o'zgarishlarini kamaytirishi mumkin.
Xuddi shunday, chiqish to'lqinlari va chiqish kondansatkichlari o'rtasidagi munosabatlar: VRIPPLE = IMAX / (CO × F). Ko'rinib turibdiki, chiqish kondansatörü qiymatini oshirish dalgalanmani kamaytirishi mumkin.
Odatiy usul katta hajmli maqsadga erishish uchun chiqish sig'imi uchun alyuminiy elektrolitik kondansatkichlardan foydalanishdir. Biroq, elektrolitik kondansatörler yuqori chastotali shovqinni bostirishda unchalik samarali emas va ESR nisbatan katta, shuning uchun alyuminiy elektrolitik kondansatkichlarning etishmasligini qoplash uchun uning yoniga keramik kondansatör ulanadi.
Shu bilan birga, quvvat manbai ishlayotganda, kirish terminalining VIN kuchlanishi o'zgarmaydi, lekin oqim kalit bilan o'zgaradi. Hozirgi vaqtda kirish quvvat manbai oqim qudug'ini ta'minlamaydi, odatda joriy kirish terminali yaqinida (misol sifatida buk turini olib, Switch yaqinida) va oqimni ta'minlash uchun sig'imni ulaydi.
Ushbu qarshi chorani qo'llaganingizdan so'ng, Buck kalitining quvvat manbai quyidagi rasmda ko'rsatilgan:
Yuqoridagi yondashuv to'lqinlarni kamaytirish bilan cheklangan. Ovoz chegarasi tufayli indüktans juda katta bo'lmaydi; chiqish kondansatörü ma'lum darajada oshadi va to'lqinlarni kamaytirishga aniq ta'sir ko'rsatmaydi; kommutatsiya chastotasining ortishi kalit yo'qotilishini oshiradi. Shunday qilib, talablar qat'iy bo'lsa, bu usul juda yaxshi emas.
Elektr ta'minotini almashtirish tamoyillari uchun siz har xil turdagi kommutatsiya quvvatini loyihalash bo'yicha qo'llanmalarga murojaat qilishingiz mumkin.
2. Ikki darajali filtrlash birinchi darajali LC filtrlarini qo'shishdir
LC filtrining shovqin to'lqiniga inhibitiv ta'siri nisbatan aniq. O'chirilishi kerak bo'lgan dalgalanma chastotasiga ko'ra, filtr pallasini hosil qilish uchun tegishli indüktör kondansatkichini tanlang. Umuman olganda, u to'lqinlarni yaxshi kamaytirishi mumkin. Bunday holda, siz qayta aloqa kuchlanishining namuna olish nuqtasini hisobga olishingiz kerak. (Quyida ko'rsatilganidek)
Namuna olish nuqtasi LC filtridan (PA) oldin tanlanadi va chiqish kuchlanishi kamayadi. Har qanday indüktans doimiy qarshilikka ega bo'lganligi sababli, oqim chiqishi mavjud bo'lganda, indüktansda kuchlanish pasayishi bo'ladi, natijada quvvat manbaining chiqish kuchlanishi kamayadi. Va bu kuchlanish tushishi chiqish oqimi bilan o'zgaradi.
Namuna olish nuqtasi LC filtridan (PB) keyin tanlanadi, shuning uchun chiqish kuchlanishi biz xohlagan kuchlanishdir. Shu bilan birga, quvvat tizimiga indüktans va kondansatör kiritiladi, bu tizimning beqarorligiga olib kelishi mumkin.
3. Kommutatsiya quvvat manbai chiqqandan so'ng, LDO filtrlashni ulang
Bu to'lqinlar va shovqinlarni kamaytirishning eng samarali usuli. Chiqish kuchlanishi doimiy bo'lib, asl geribildirim tizimini o'zgartirishga hojat yo'q, lekin u ayni paytda eng tejamkor va eng yuqori quvvat sarfi hisoblanadi.
Har qanday LDO ko'rsatkichiga ega: shovqinni bostirish nisbati. Bu chastota-MB egri chizig'i, quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, LT3024 LT3024 egri chizig'i.
LDO dan keyin kommutatsiya to'lqini odatda 10mV dan past bo'ladi. Quyidagi rasmda LDO dan oldin va keyin to'lqinlarning taqqoslanishi keltirilgan:
Yuqoridagi rasmning egri chizig'i va chapdagi to'lqin shakli bilan taqqoslaganda, LDO ning inhibitiv ta'siri yuzlab KHz chastotali kommutatsiya to'lqinlari uchun juda yaxshi ekanligini ko'rish mumkin. Ammo yuqori chastota diapazonida LDO ning ta'siri unchalik ideal emas.
To'lqinlarni kamaytiring. Kommutatsiya quvvat manbaining PCB simlari ham juda muhimdir. Yuqori chastotali shovqin uchun, yuqori chastotaning katta chastotasi tufayli, bosqichdan keyingi filtrlash ma'lum bir ta'sirga ega bo'lsa-da, ta'sir aniq emas. Bu borada maxsus tadqiqotlar mavjud. Oddiy yondashuv diodda va sig'im C yoki RCda bo'lish yoki indüktansni ketma-ket ulashdir.
Yuqoridagi rasm haqiqiy diodaning ekvivalent davri. Diyot yuqori tezlikda bo'lganda, parazitar parametrlarni hisobga olish kerak. Diyotning teskari tiklanishi vaqtida ekvivalent indüktans va ekvivalent sig'im RC osilatoriga aylandi va yuqori chastotali tebranish hosil qildi. Ushbu yuqori chastotali tebranishlarni bostirish uchun diodning ikkala uchida sig'im C yoki RC bufer tarmog'ini ulash kerak. Qarshilik odatda 10Ō-100ō, sig'im esa 4,7PF-2,2NF.
C yoki RC diodidagi C yoki RC sig'imini takroriy sinovlar bilan aniqlash mumkin. Agar u to'g'ri tanlanmasa, u yanada kuchli tebranishlarga olib keladi.
Yuborilgan vaqt: 2023 yil 08-iyul
