Åtgärder för att minska rippel- och brusspänning vid byte av strömförsörjning
Jämfört med linjära strömförsörjningsenheter har switchande strömförsörjningar (inklusive AC/DC-omvandlare, DC/DC-omvandlare, AC/DC-moduler och DC/DC-moduler) den mest framträdande fördelen med hög omvandlingseffektivitet, som i allmänhet kan nå 8{{7 }} procent till 85 procent och upp till 90 procent till 97 procent; För det andra använder strömförsörjningen högfrekvenstransformatorer istället för skrymmande kraftfrekvenstransformatorer, vilket inte bara minskar vikten utan också minskar volymen, vilket resulterar i ett allt bredare användningsområde. Nackdelen med att byta strömförsörjning är dock att dess switchtransistor arbetar i ett högfrekvent omkopplingstillstånd, och utgångsrippeln och brusspänningen är relativt stora, vanligtvis runt 1 procent av utspänningen (den låga är cirka 0,5 procent av utspänning). Den bästa produkten har också en rippel- och brusspänning på tiotals mV; Justeringsröret för den linjära strömförsörjningen arbetar i ett linjärt tillstånd, utan rippelspänning, och utgående brusspänning är också liten, med enheten μV.
Den här artikeln introducerar kortfattat orsakerna och mätmetoderna för rippel och brus som genereras genom att byta strömförsörjning, mätanordningar, mätstandarder och åtgärder för att minska rippel och brus.
1, Orsaker till rippel och brusgenerering:
Utgången från strömförsörjningen är inte ren likspänning, men det finns några växelströmskomponenter inuti, som orsakas av rippel och brus. Ripple är fluktuationen av den utgående likspänningen, som är relaterad till växlingsverkan hos strömförsörjningen. I varje öppnings- och stängningsprocess "pumpas" elektrisk energi från ingångsänden till utgångsänden, vilket bildar en laddnings- och urladdningsprocess, vilket resulterar i fluktuationer i utspänningen, med en frekvens som liknar omkopplarens frekvens. Ripple-spänningen är topp-till-topp-värdet mellan topparna och dalarna i rippeln, och dess storlek är relaterad till kapaciteten och kvaliteten på in- och utgångskondensatorerna för strömförsörjningen.
Det finns två orsaker till brusgenerering: en genereras av själva strömförsörjningen; En annan typ är störningar från externa elektromagnetiska fält (EMI), som kan komma in i strömförsörjningen genom strålning eller inmatning via kraftledningar. Bruset som genereras av omkopplingsströmförsörjningen i sig är ett högfrekvent pulståg som orsakas av skarpa pulser som genereras i ögonblicket för switchens ledning och avstängning, även känt som switchningsbrus. Bruspulstågets frekvens är mycket högre än omkopplingsfrekvensen, och brusspänningen är dess topp till toppvärde. Amplituden för brusspänningen är till stor del relaterad till topologin hos strömförsörjningen, parasittillståndet i kretsen och kretskortets design.
2, Åtgärder för att minska rippel och brusspänning:
Förutom omkopplingsbrus genomgår växlingsströmförsörjningens ingång i AC/DC-omvandlaren fullvågslikriktning och kondensatorfiltrering, och den aktuella vågformen är puls, som visas i figur 17 (Figur a visar fullvågslikriktnings- och filtreringskretsen, och b visar spännings- och strömvågformerna). Det finns övertoner av högre ordning i den aktuella vågformen, vilket kommer att öka brusutgången. En bra strömförsörjning (AC/DC-omvandlare) har lagt till en PFC-krets (power factor correction) i kretsen, vilket gör att utströmmen är ungefärlig sinusvåg, reducerar övertoner av hög ordning och ökar effektfaktorn till cirka {{3} }.95, vilket minskar föroreningarna till elnätet.
