Ondilasyon pouvwa komitasyon an inevitab. Objektif final nou se diminye ondilasyon pwodiksyon an nan yon nivo tolerab. Solisyon ki pi fondamantal pou reyalize objektif sa a se evite jenerasyon ondilasyon. Premye a tout Ak kòz la.
Avèk switch SWITCH la, kouran nan enduktans L la varye tou monte desann nan valè valab kouran pwodiksyon an. Kidonk, pral genyen tou yon ondilasyon ki gen menm frekans ak Switch la nan bout pwodiksyon an. Anjeneral, ondilasyon rib yo refere a sa, ki gen rapò ak kapasite kondansateur pwodiksyon an ak ESR la. Frekans ondilasyon sa a se menm ak ekipman pou pouvwa switch la, ak yon seri de dizèn a dè santèn kHz.
Anplis de sa, Switch jeneralman itilize tranzistò bipolè oubyen MOSFET. Kèlkeswa youn nan yo, pral gen yon tan monte ak yon tan diminisyon lè li limen epi li etenn. Nan moman sa a, pap gen okenn bri nan sikwi a ki menm jan ak tan ogmantasyon an ak tan monte/diminisyon Switch la, oubyen plizyè fwa, epi jeneralman li plizyè dizèn MHz. Menm jan an tou, dyòd D a nan rekiperasyon envès. Sikwi ekivalan an se yon seri kondansateur rezistans ak enduktè, ki pral lakòz rezonans, epi frekans bri a se plizyè dizèn MHz. De bri sa yo jeneralman rele bri wo frekans, epi anplitid la anjeneral pi gwo pase ondilasyon an.
Si se yon konvètisè AC/DC, anplis de ondilasyon (bri) ki anwo yo, genyen tou bri AC. Frekans lan se frekans ekipman pouvwa AC antre a, anviwon 50-60Hz. Genyen tou yon bri ko-mòd, paske aparèy pouvwa anpil ekipman pouvwa switch itilize koki a kòm yon radyatè, ki pwodui yon kapasitans ekivalan.
Mezi ondilasyon pouvwa komitasyon
Kondisyon debaz yo:
Kouplage ak yon osiloskop AC
Limit lajè 20MHz
Dekonekte fil tè a nan sond lan
1. Kouple AC a se pou retire vòltaj DC sipèpozisyon an epi jwenn yon fòm ond egzak.
2. Ouvèti limit Pleasant 20MHz la se pou anpeche entèferans bri frekans segondè epi anpeche erè. Piske anplitid konpozisyon frekans segondè a gwo, li ta dwe retire lè w ap mezire.
3. Dekonekte klip tè a nan sond osiloskòp la, epi sèvi ak mezi tè a pou diminye entèferans. Anpil depatman pa gen bag tè. Men, konsidere faktè sa a lè w ap jije si li kalifye.
Yon lòt pwen se sèvi ak yon tèminal 50Ω. Selon enfòmasyon ki sou osiloskop la, modil 50Ω la la pou retire konpozan DC a epi mezire konpozan AC a avèk presizyon. Sepandan, gen kèk osiloskop ki gen sond espesyal sa yo. Nan pifò ka yo, yo itilize sond ki soti nan 100kΩ rive nan 10MΩ, sa ki pa klè pou yon ti tan.
Sa ki anwo yo se prekosyon debaz yo lè w ap mezire ondilasyon komitasyon an. Si sond osiloskòp la pa ekspoze dirèkteman nan pwen pwodiksyon an, li ta dwe mezire ak fil trese oswa kab koaksiyal 50Ω.
Lè w ap mezire bri wo frekans, tout bann osiloskòp la jeneralman varye ant plizyè santèn mega ak nivo GHz. Gen lòt ki menm jan ak sa ki anwo yo. Petèt diferan konpayi gen diferan metòd tès. Nan analiz final la, ou dwe konnen rezilta tès ou yo.
Konsènan osiloskòp:
Gen kèk osiloskop dijital ki pa ka mezire ondilasyon yo kòrèkteman akòz entèferans ak pwofondè depo. Nan moman sa a, yo ta dwe ranplase osiloskop la. Pafwa, byenke ansyen Pleasant osiloskop simulation an se sèlman plizyè dizèn mega, pèfòmans lan pi bon pase osiloskop dijital la.
Anpèchman ondilasyon pouvwa komitasyon
Pou ondilasyon chanjman, yo egziste teyorikman e reyèlman. Gen twa fason pou siprime oswa diminye li:
1. Ogmante enduktans lan ak filtraj kondansateur pwodiksyon an
Selon fòmil ekipman pouvwa komitasyon an, gwosè varyasyon aktyèl la ak valè enduktans enduktans endiktif la vin envers pwopòsyonèl, epi ondilasyon pwodiksyon yo ak kondansateur pwodiksyon yo envers pwopòsyonèl. Se poutèt sa, ogmante kondansateur elektrik ak pwodiksyon yo ka diminye ondilasyon yo.
Imaj ki anwo a se fòm vag kouran an nan enduktè ekipman pou pouvwa komitasyon L la. Nou ka kalkile kouran ond li △ i a avèk fòmil sa a:
Li ka wè ke ogmante valè L oswa ogmante frekans komitasyon an ka diminye fluktuasyon aktyèl yo nan enduktans lan.
Menm jan an tou, relasyon ki genyen ant ondilasyon pwodiksyon yo ak kondansateur pwodiksyon yo se: VRIPPLE = IMAX/(CO × F). Nou ka wè ke lè nou ogmante valè kondansateur pwodiksyon an, sa ka diminye ondilasyon an.
Metòd abityèl la se sèvi ak kondansateur elektwolitik aliminyòm pou kapasitans pwodiksyon an pou reyalize objektif gwo kapasite a. Sepandan, kondansateur elektwolitik yo pa trè efikas pou siprime bri wo frekans, epi ESR a relativman gwo, kidonk li pral konekte yon kondansateur seramik akote li pou konpanse mank kondansateur elektwolitik aliminyòm yo.
An menm tan, lè ekipman pouvwa a ap fonksyone, vòltaj VIN nan tèminal antre a pa chanje, men kouran an chanje avèk switch la. Nan moman sa a, ekipman pouvwa antre a pa bay yon bon kouran, anjeneral toupre tèminal antre kouran an (si nou pran kalite buck la kòm egzanp, li toupre Switch la), epi li konekte kapasitans lan pou bay kouran.
Apre nou fin aplike mezi sa a, ekipman pou pouvwa switch Buck la parèt nan figi ki anba a:
Apwòch ki anwo a limite a diminye ondilasyon. Akòz limit volim nan, enduktans lan pap twò gwo; kondansateur pwodiksyon an ogmante nan yon sèten degre, epi pa gen okenn efè evidan sou rediksyon ondilasyon yo; ogmantasyon frekans komitasyon an ap ogmante pèt komitasyon an. Kidonk, lè egzijans yo strik, metòd sa a pa trè bon.
Pou prensip ekipman pouvwa komitasyon yo, ou ka al gade divès kalite manyèl konsepsyon pouvwa komitasyon.
2. Filtraj de nivo se ajoute premye filtè LC nivo yo
Efè inibitè filtè LC a sou ondilasyon bri a relativman evidan. Selon frekans ondilasyon ki vle retire a, chwazi kondansateur enduktè ki apwopriye a pou fòme sikwi filtè a. Anjeneral, li ka byen diminye ondilasyon yo. Nan ka sa a, ou bezwen konsidere pwen echantiyonaj vòltaj fidbak la. (Jan yo montre anba a)
Yo chwazi pwen echantiyonaj la anvan filtè LC a (PA), epi vòltaj pwodiksyon an ap diminye. Paske nenpòt enduktans gen yon rezistans DC, lè gen yon pwodiksyon kouran, pral gen yon gout vòltaj nan enduktans lan, sa ki lakòz yon diminisyon nan vòltaj pwodiksyon ekipman pou pouvwa a. Epi gout vòltaj sa a chanje ak kouran pwodiksyon an.
Yo chwazi pwen echantiyonaj la apre filtè LC a (PB), pou vòltaj pwodiksyon an se vòltaj nou vle a. Sepandan, yo entwodui yon enduktans ak yon kondansateur andedan sistèm pouvwa a, sa ki ka lakòz enstabilite sistèm nan.
3. Apre pwodiksyon ekipman pouvwa switch la, konekte filtraj LDO a
Sa a se fason ki pi efikas pou diminye ondilasyon ak bri. Vòltaj pwodiksyon an konstan e ou pa bezwen chanje sistèm fidbak orijinal la, men li se tou fason ki pi ekonomik e ki konsome plis enèji.
Nenpòt LDO gen yon endikatè: rapò sipresyon bri. Se yon koub frekans-DB, jan yo montre nan figi ki anba a se koub LT3024 LT3024 la.
Apre LDO, ondilasyon komitasyon an jeneralman anba 10mV. Figi sa a se yon konparezon ondilasyon anvan ak apre LDO:
Konpare ak koub figi ki anwo a ak fòm ond ki agoch la, nou ka wè efè inibitwa LDO a trè bon pou ondilasyon chanjman plizyè santèn KHz. Men, nan yon seri frekans ki wo, efè LDO a pa tèlman ideyal.
Redui ondilasyon yo. Fil elektrik PCB ekipman pouvwa switching lan enpòtan tou. Pou bri frekans segondè, akòz gwo frekans frekans segondè a, byenke filtraj apre etap la gen yon sèten efè, efè a pa evidan. Gen etid espesyal sou sa. Apwòch ki pi senp lan se konekte dyòd la ak kapasitans C oswa RC a, oswa konekte enduktans lan an seri.
Figi ki anwo a se yon sikwi ekivalan yon dyòd reyèl. Lè dyòd la ap fonksyone ak gwo vitès, yo dwe konsidere paramèt parazit yo. Pandan rekiperasyon envès dyòd la, enduktans ekivalan an ak kapasitans ekivalan an vin tounen yon osilatè RC, sa ki jenere osilasyon wo frekans. Pou siprime osilasyon wo frekans sa a, li nesesè pou konekte yon kapasitans C oswa yon rezo tanpon RC nan tou de bout dyòd la. Rezistans lan jeneralman se 10Ω-100 ω, epi kapasitans lan se 4.7PF-2.2NF.
Yo ka detèmine kapasitans C oubyen RC sou dyòd C oubyen RC a lè yo fè plizyè tès. Si yo pa chwazi l byen, sa ap lakòz yon osilasyon ki pi grav.
Dat piblikasyon: 8 Jiyè 2023
