Güç Kaynaklarını Değiştirmede Dalgalanma ve Gürültünün Nedenleri
Anahtarlamalı güç kaynağının çıkışı saf DC voltajı değildir, ancak içinde dalgalanma ve gürültüden kaynaklanan bazı AC bileşenleri vardır. Dalgalanma, anahtarlamalı güç kaynağının anahtarlama eylemiyle ilişkili olan çıkış DC voltajındaki dalgalanmadır. Her açma ve kapama işleminde, elektrik enerjisi giriş ucundan çıkış ucuna "pompalanır", bu da bir yükleme ve boşaltma işlemi oluşturur, bu da çıkış voltajında anahtarın frekansına benzer bir frekansta dalgalanmalara neden olur. Dalgalanma voltajı, dalgalanmanın tepe ve dip noktaları arasındaki tepeden tepeye değerdir ve boyutu, anahtarlamalı güç kaynağının giriş ve çıkış kapasitörlerinin kapasitesi ve kalitesiyle ilgilidir.
Gürültü oluşumunun iki nedeni vardır: Biri anahtarlamalı güç kaynağının kendisi tarafından üretilir; Başka bir tür, anahtarlamalı güç kaynağına radyasyon yoluyla girebilen veya güç hatları aracılığıyla girebilen harici elektromanyetik alanlardan (EMI) kaynaklanan girişimdir.
Anahtarlamalı güç kaynağının kendisi tarafından üretilen gürültü, anahtarlama gürültüsü olarak da bilinen, anahtarın iletimi ve kesilmesi anında üretilen keskin darbelerin neden olduğu yüksek frekanslı bir darbe dizisidir. Gürültü darbe dizisinin frekansı, anahtarlama frekansından çok daha yüksektir ve gürültü voltajı, tepeden tepeye değeridir. Gürültü voltajının genliği büyük ölçüde anahtarlamalı güç kaynağının topolojisi, devredeki parazit durumu ve PCB tasarımı ile ilgilidir.
Dalgalanma ve gürültünün dalga biçimi, Şekil 1'de gösterildiği gibi bir osiloskop kullanılarak görülebilir. Dalgalanmanın frekansı, anahtar tüpünün frekansı ile aynıyken, gürültünün frekansı, anahtar tüpünün iki katıdır. Dalgalanma voltajı ve gürültü voltajının tepeden tepeye değerlerinin toplamı, mVp-p cinsinden ifade edilen dalgalanma ve gürültü voltajıdır.
Dalgalanma ve gürültü için ölçüm yöntemleri
Dalgalanma ve gürültü voltajı, anahtarlamalı güç kaynaklarının ana performans parametrelerinden biridir, dolayısıyla bunların doğru bir şekilde nasıl ölçüleceği çok önemli bir konudur. Şu anda, dalgalanma ve gürültü voltajını ölçme yöntemi, dalgalanma ve gürültü voltajı değerlerini doğru bir şekilde ölçebilen geniş bantlı bir osiloskop kullanmaktır.
Çok çeşitli anahtar güç kaynakları (farklı topolojiler, çalışma frekansları, çıkış gücü ve teknik gereksinimler) nedeniyle, çeşitli üreticiler osiloskop ölçüm yöntemlerini kullanır ve ölçüm cihazları tamamen aynı değildir. Bu nedenle, her fabrikanın farklı anahtar güç kaynaklarını ölçmek için kurumsal standart olan kendi standardı vardır.
Bir osiloskop kullanarak dalgalanmayı ve gürültüyü ölçen cihazın blok şeması Şekil 2'de gösterilmektedir. Test edilen anahtar güç kaynağı, yük, osiloskop ve ölçüm kablolarından oluşur. Bazı ölçüm cihazlarının üzerine lehimlenmiş indüktör, kapasitör ve direnç gibi bileşenler de bulunur.
