Anahtarlama güç kaynağında dalgalanmanın bastırılması
Değişim dalgalanması için hem teoride hem de pratikte mevcut olması gerekir. Bunu bastırmanın veya azaltmanın genellikle beş yolu vardır:
1. Endüktansı ve çıkış kapasitör filtresini artırın
Anahtarlamalı güç kaynağı formülüne göre, indüktördeki akım dalgalanması endüktans değeri ile ters orantılıdır ve çıkış dalgalanması, çıkış kapasitör değeri ile ters orantılıdır. Bu nedenle indüktör değerini ve çıkış kapasitör değerini artırmak dalgalanmayı azaltabilir.
Benzer şekilde, çıkış dalgalanması ile çıkış kapasitansı arasındaki ilişki: vripple=Imax/(Co×f). Çıkış kondansatör değerini artırmanın dalgalanmayı azaltabileceği görülebilir.
Genellikle çıkış kapasitörleri için, büyük kapasite elde etmek için alüminyum elektrolitik kapasitörler kullanılır. Bununla birlikte, elektrolitik kapasitörler, yüksek frekanslı gürültüyü bastırmada çok etkili değildir ve ESR nispeten büyüktür, bu nedenle alüminyum elektrolitik kapasitörlerin eksikliğini gidermek için yanına paralel olarak bir seramik kapasitör bağlanacaktır.
Aynı zamanda, anahtarlamalı güç kaynağı çalışırken, giriş terminalindeki Vin voltajı değişmez, ancak anahtarla akım değişir. Bu durumda, giriş güç kaynağı akımı çok iyi sağlamaz, genellikle akım giriş terminaline yakındır (örnek olarak BucK tipini, SWITcH yakınında alın) ve akımı sağlamak için paralel olarak bir kondansatör bağlayın.
Yukarıdaki yöntemin dalgalanmayı azaltma üzerindeki etkisi sınırlıdır. Hacim sınırlamaları nedeniyle endüktans çok büyük olmayacaktır; çıkış kapasitansı belirli bir seviyeye yükselirse, dalgalanmayı azaltmada belirgin bir etkisi olmayacaktır; anahtarlama frekansının artması anahtarlama kaybını artıracaktır. Bu nedenle, gereksinimler daha katı olduğunda, bu yöntem pek iyi değildir. Anahtarlamalı güç kaynağı vb. ilkesi için, çeşitli anahtarlamalı güç kaynağı tasarım kılavuzlarına başvurabilirsiniz.
2. İki aşamalı filtreleme, yani ek bir LC filtresi aşaması ekleme
LC filtresi, gürültü dalgalanması üzerinde daha belirgin bir bastırma etkisine sahiptir. Kaldırılacak dalgalanmanın frekansına göre, genellikle dalgalanmayı çok iyi azaltabilen bir filtre devresi oluşturmak için uygun bir endüktans ve kapasitans seçilir.
Örnekleme noktası LC filtresinden (Pa) önce seçilirse, çıkış voltajı düşecektir. Herhangi bir indüktörün bir DC direnci olduğundan, akım çıkışı olduğunda, indüktör boyunca bir voltaj düşüşü olacak ve bu da güç kaynağının çıkış voltajında bir düşüşe neden olacaktır. Ve bu voltaj düşüşü çıkış akımına göre değişir.
LC filtresinden (Pb) sonra örnekleme noktası seçilir, böylece çıkış voltajı istediğimiz voltaj olur. Ancak bu, güç sistemi içinde sistem kararsızlığına neden olabilecek bir endüktans ve bir kapasitör sunar. Sistem kararlılığı ile ilgili olarak pek çok bilgi tanıtıldı, bu yüzden burada ayrıntılı olarak yazmayacağım.
3. Güç kaynağı çıkışını değiştirdikten sonra, LDO filtresine bağlayın
Bu, dalgalanma ve gürültüyü azaltmanın en etkili yoludur, çıkış voltajı sabittir ve orijinal geri besleme sistemini değiştirmeye gerek yoktur, ancak aynı zamanda en yüksek maliyetli ve en yüksek güç tüketimine sahip yöntemdir. Herhangi bir LDO'nun bir göstergesi vardır: gürültü reddetme oranı. bir frekans-dB eğrisidir.
Dalgalanmayı azaltmak için. Anahtarlamalı güç kaynağının PCB düzeni de çok kritiktir ki bu çok zor bir problemdir. Özel anahtarlama güç kaynağı PCB mühendisleri vardır. Yüksek frekans ve büyük genlik nedeniyle yüksek frekanslı gürültü için, aşama sonrası filtrelemenin belirli bir etkisi olmasına rağmen, etki açık değildir. Bu alanda özel araştırmalar vardır ve basit yol kapasitans C veya RC'yi veya seri endüktansı diyota bağlamaktır.
4. Kondansatör C veya RC'yi diyot üzerine bağlayın
Bir diyot yüksek hızda açılıp kapatıldığında, parazitik parametreler dikkate alınmalıdır. Diyotun ters toparlanma periyodu sırasında, eşdeğer endüktans ve eşdeğer kapasitans, yüksek frekanslı salınım üreten bir RC osilatörü haline gelir. Bu yüksek frekanslı salınımı bastırmak için, diyot boyunca paralel olarak bir kapasitör C veya RC snubber ağının bağlanması gerekir. Direnç genellikle 10Ω-100Ω'dur ve kapasitans 4,7pF-2,2nF'dir.
Diyotlara paralel bağlanan kondansatör C veya RC'nin değeri ancak deneme yanılma yoluyla belirlenebilir. Doğru seçilmediği takdirde daha ciddi salınımlara neden olur.
Yüksek frekanslı gürültü gereksinimleri katıysa, yumuşak anahtarlama teknolojisi kullanılabilir. Yumuşak anahtarlamaya adanmış birçok kitap var.
5. Diyotu bir indüktör takip eder (EMI filtresi)
Bu aynı zamanda yüksek frekanslı gürültüyü bastırmak için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Gürültü oluşturma frekansını hedefleyerek, uygun endüktans elemanını seçmek de gürültüyü etkili bir şekilde bastırabilir. İndüktörün anma akımının gerçek gereksinimleri karşılaması gerektiğine dikkat edilmelidir. Nispeten basit olan yöntem ayrıntılı olarak açıklanmayacaktır.
