Supressió de la ondulació en la font d'alimentació commutada
Per canviar la ondulació, tant en teoria com a la pràctica ha d'existir. Normalment hi ha cinc maneres de suprimir-lo o reduir-lo:
1. Augmenta la inductància i el filtre del condensador de sortida
D'acord amb la fórmula de commutació de la font d'alimentació, la fluctuació actual de l'inductor és inversament proporcional al valor de la inductància i la ondulació de sortida és inversament proporcional al valor del condensador de sortida. Per tant, augmentar el valor de l'inductor i el valor del condensador de sortida pot reduir la ondulació.
De la mateixa manera, la relació entre la ondulació de sortida i la capacitat de sortida: vripple=Imax/(Co×f). Es pot veure que augmentar el valor del condensador de sortida pot reduir la ondulació.
Normalment, per als condensadors de sortida, s'utilitzen condensadors electrolítics d'alumini per aconseguir una gran capacitat. Tanmateix, els condensadors electrolítics no són gaire efectius per suprimir el soroll d'alta freqüència i l'ESR és relativament gran, de manera que es connectarà un condensador ceràmic en paral·lel al costat per compensar la manca de condensadors electrolítics d'alumini.
Al mateix temps, quan la font d'alimentació de commutació funciona, la tensió Vin al terminal d'entrada no canvia, però el corrent canvia amb l'interruptor. En aquest moment, la font d'alimentació d'entrada no proporcionarà corrent molt bé, normalment a prop del terminal d'entrada actual (preneu com a exemple el tipus BucK, a prop de SWITcH) i connecteu un condensador en paral·lel per proporcionar corrent.
L'efecte del mètode anterior sobre la reducció de la ondulació és limitat. A causa de les limitacions de volum, la inductància no serà massa gran; si la capacitat de sortida augmenta fins a un cert nivell, no tindrà cap efecte evident sobre la reducció de l'ondulatge; augmentar la freqüència de commutació augmentarà la pèrdua de commutació. Així, quan els requisits són més estrictes, aquest mètode no és gaire bo. Per conèixer el principi de la font d'alimentació de commutació, etc., podeu consultar diversos manuals de disseny de fonts d'alimentació de commutació.
2. Filtrat en dues etapes, és a dir, afegint una etapa addicional de filtre LC
El filtre LC té un efecte de supressió més evident sobre la ondulació del soroll. Segons la freqüència de l'ondulació que s'ha d'eliminar, es selecciona una inductància i una capacitat adequades per formar un circuit de filtre, que generalment pot reduir molt bé l'ondulació.
Si es selecciona el punt de mostreig abans del filtre LC (Pa), la tensió de sortida disminuirà. Com que qualsevol inductor té una resistència de corrent continu, quan hi ha sortida de corrent, hi haurà una caiguda de tensió a través de l'inductor, donant lloc a una caiguda de la tensió de sortida de la font d'alimentació. I aquesta caiguda de tensió varia amb el corrent de sortida.
El punt de mostreig es selecciona després del filtre LC (Pb), de manera que la tensió de sortida sigui la tensió que volem. Però això introdueix una inductància i un condensador dins del sistema d'alimentació, que pot provocar inestabilitat del sistema. Pel que fa a l'estabilitat del sistema, s'ha introduït molta informació, així que no escriuré aquí amb detall.
3. Després de canviar la sortida de la font d'alimentació, connecteu-vos al filtre LDO
Aquesta és la manera més eficaç de reduir la ondulació i el soroll, la tensió de sortida és constant i no cal canviar el sistema de retroalimentació original, però també és el mètode amb el cost més alt i el consum d'energia més elevat. Qualsevol LDO té un indicador: la relació de rebuig del soroll. és una corba de freqüència-dB.
Per reduir la ondulació. La disposició del PCB de la font d'alimentació de commutació també és molt crítica, cosa que és un problema molt difícil. Hi ha enginyers de PCB de fonts d'alimentació de commutació dedicats. Per al soroll d'alta freqüència, a causa de l'alta freqüència i la gran amplitud, tot i que el filtrat posterior a l'etapa té un cert efecte, l'efecte no és obvi. Hi ha investigacions especials en aquesta àrea, i la manera senzilla és connectar la capacitat C o RC, o la inductància en sèrie al díode.
4. Connecteu el condensador C o RC al díode
Quan un díode s'encén i s'apaga a gran velocitat, s'han de tenir en compte els paràmetres paràsits. Durant el període de recuperació inversa del díode, la inductància equivalent i la capacitat equivalent es converteixen en un oscil·lador RC, generant oscil·lació d'alta freqüència. Per tal de suprimir aquesta oscil·lació d'alta freqüència, s'ha de connectar una xarxa d'amortització de condensadors C o RC en paral·lel a través del díode. La resistència és generalment de 10Ω-100Ω, i la capacitat és de 4,7pF{-2,2nF.
El valor del condensador C o RC connectat en paral·lel al díode només es pot determinar mitjançant assaig i error. Si no es selecciona correctament, provocarà oscil·lacions més greus.
Si els requisits per al soroll d'alta freqüència són estrictes, es pot utilitzar la tecnologia de commutació suau. Hi ha molts llibres dedicats a la commutació suau.
5. El díode va seguit d'un inductor (filtre EMI)
Aquest també és un mètode d'ús habitual per suprimir el soroll d'alta freqüència. Apuntant a la freqüència de generació de soroll, seleccionar l'element d'inductància adequat també pot suprimir el soroll de manera efectiva. Cal tenir en compte que el corrent nominal de l'inductor ha de complir els requisits reals. El mètode relativament senzill no s'explicarà en detall.
