Como evitar a ondulação da fonte de alimentação
Geração de ondulação na fonte de alimentação chaveada
Nosso objetivo é reduzir a ondulação de saída a um nível tolerável, e a solução fundamental para atingir esse objetivo é evitar ao máximo a geração de ondulação. Primeiramente, precisamos esclarecer os tipos e causas de ripple na fonte chaveada.
Após a troca do SWITCH, a corrente no indutor L também flutua para cima e para baixo dentro do valor efetivo da corrente de saída. Portanto, também haverá uma ondulação na extremidade de saída com a mesma frequência do SWITCH, que geralmente é chamada de ondulação. Está relacionado à capacidade e ESR do capacitor de saída. A frequência dessa ondulação é a mesma de uma fonte de alimentação chaveada, variando de dezenas a centenas de KHz.
Além disso, o SWITCH geralmente usa transistores bipolares ou MOSFETs. Independentemente de qual for usado, haverá um tempo de subida e um tempo de queda quando for ligado e desligado. Neste ponto, um ruído com a mesma frequência ou múltiplos ímpares do tempo de subida e descida do SWITCH aparecerá no circuito, geralmente na faixa de dezenas de MHz. No momento da recuperação reversa, o circuito equivalente do diodo D é uma conexão em série de resistência, capacitância e indutância, que pode causar ressonância e gerar frequências de ruído de várias dezenas de MHz. Esses dois tipos de ruído são geralmente chamados de ruído de alta frequência e sua amplitude é geralmente muito maior que a ondulação.
Se for um conversor AC/DC, além dos dois tipos de ondulação (ruído) mencionados acima, há também ruído AC, que é a frequência da fonte de alimentação AC de entrada, em torno de 50-60Hz. Há também um tipo de ruído de modo comum, causado pela capacitância equivalente gerada pelos dispositivos de alimentação de muitas fontes chaveadas que usam gabinetes como dissipadores de calor. Como estou envolvido em pesquisa e desenvolvimento de eletrônica automotiva, estou menos exposto aos dois últimos tipos de ruído, por isso não os estou considerando no momento.
Medição de ondulação em fontes de alimentação chaveadas
Requisitos básicos: Use acoplamento CA do osciloscópio, limite de largura de banda de 20 MHz, desconecte o fio terra da ponta de prova
1. O acoplamento CA é o processo de remoção da tensão CC sobreposta para obter a forma de onda correta.
2. A abertura do limite de largura de banda de 20 MHz evita interferência de ruído de alta frequência e evita erros de medição. Devido à grande amplitude dos componentes de alta frequência, eles devem ser removidos durante a medição.
3. Desconecte o clipe de aterramento da ponta de prova do osciloscópio e meça com um anel de aterramento para reduzir a interferência. Muitas peças não possuem anéis de aterramento e, se o erro for aceitável, podem ser medidos diretamente usando a pinça de aterramento da sonda. Mas este fator deve ser considerado ao determinar se está qualificado.
Outro ponto é usar um terminal de 50 Ω. De acordo com as informações do osciloscópio Yokogawa, o módulo de 50 Ω mede o componente CA após a remoção do componente CC. Entretanto, poucos osciloscópios estão equipados com tais pontas de prova especializadas. Na maioria dos casos, sondas padrão variando de 100K Ω a 10M Ω são usadas para medição, e o impacto atualmente não é claro.
As precauções acima são básicas ao medir a ondulação da chave. Se a ponta de prova do osciloscópio não entrar em contato direto com o ponto de saída, ela deverá ser medida usando cabos de par trançado ou cabos coaxiais de 50 Ω.
Ao medir ruído de alta frequência, a banda passante completa de um osciloscópio geralmente está na faixa de várias centenas de megahertz a GHz. Outros são iguais aos anteriores. Diferentes empresas podem ter diferentes métodos de teste. Em última análise, é importante ter uma compreensão clara dos resultados dos próprios testes** Para obter o reconhecimento do cliente.
