Anahtarlamalı güç kaynağındaki dalga ve gürültü nasıl çözülür
Dalgalanma ve gürültü, güç kaynağının önemli bir göstergesidir, ancak kaç kişi dalgalanma ve gürültünün aslında iki performans göstergesi olduğunu bilir. Dalgalanma ve gürültüyü azaltma yöntemlerinde belirli farklılıklar vardır. Bu makale, dalgalanmayı herkesle nasıl azaltabileceğinizi keşfedecektir. Ve gürültü.
1. Dalgalanma ve gürültü nasıl oluşur?
Aşağıdaki Şekil 1'de gösterildiği gibi, mavi çizgi çerçevesi dalgalanmadır ve mavi çizgi çerçevesi gürültüdür Dalgalanma ve gürültünün her ikisi de tek bir dalga biçiminde yansıtılsa da, bunlar farklı parçalara aittir.
Dalgalanma oluşumu, anahtarlamalı güç kaynağının çıkışına iletilen kesintili enerjinin neden olduğu dalgalanmadır Dalgalanmanın frekansı, anahtarlama tüpünün frekansıdır ve genliğin büyüklüğü, tasarım sırasında akım dalgalanma oranı ve çıkış filtre kapasitörüyle ilgilidir. Gürültü temel olarak, anahtarın açılıp kapatıldığı anda devrede veya cihazda parazitik endüktans ve kapasitansın neden olduğu çınlama olgusundan kaynaklanır.Gürültü yükseltildikten sonra, frekans yükselir ve genlik artar.
2. Dalgalanma nasıl azaltılır
Dalgalanma oluşumu, anahtar tarafından iletilen kesintili enerjiden kaynaklanır Anahtarlamalı güç kaynağının iç tasarımından başlayarak, anahtarlama tüpünün frekansı artırılabilir, böylece her seferinde iletilen enerji azaltılır, böylece dalgalanma azaltılır ve iletimi arttırılır. Enerjinin endüktans değeri L, akımın ani tepe değerini düşürerek dalgalanma genliğini düşürür.
Modülün dışından, özellikle müşteri tarafında, dalgalanmayı azaltmak için çıkış filtresi kondansatörü eklenebilir, ancak çoğu anahtarlamalı güç kaynağı modülünün maksimum kapasitif yük limiti olduğundan kapasitör sonsuz olarak artırılamaz.
3. Gürültü nasıl azaltılır
1. Güç PCB yönlendirmesi ve düzeni
Çıkış filtre kapasitörünün yerleştirilmesi ve yönlendirilmesi gürültü için çok önemlidir Şekil 2'de gösterildiği gibi, geleneksel tasarımda her bir kapasitörün empedansı farklı olduğundan, yüksek frekanslı akım üç kapasitör arasında eşit olmayan bir şekilde dağıtılır Bu, geliştirilmiş tasarımda görülebilir. Her döngünün uzunluğu eşittir, yani yüksek frekanslı akım her bir kondansatöre eşit olarak dağıtılacaktır.Akımın giriş ve çıkış yolu önce kondansatörden geçmeli ve düzen bakırının mümkün olduğunca kondansatörün iki kutbuna yakınlaşması gerekir.
şekil 2
PCB çok katmanlı bir kart ise, zemini örtmek için ana akım döngü katmanına en yakın katmanı seçebilirsiniz.Zemin gürültü sorununu etkili bir şekilde çözebilir.Zeminin bütünlüğünü mümkün olduğunca sağlamaya dikkat edin.
2. Devre gürültüyü emer
Çıkışa bağlı gürültüyü azaltmak için anahtar kapatıldığında oluşan voltaj yükselmesini absorbe etmek için RCD'yi artırın. Genel olarak, FET'in ters toparlanma süresi, bir geçiş akımının oluşumunu önlemek için D1 diyotundan 2 ila 3 kat daha yavaş olacak şekilde seçilir.Bu akım, güçlü bir manyetik alan oluşturacak ve çıkış gürültüsünü artıracak, böylece kapı direnci R4 ile azaltılabilir. Anahtar tüpünün iletim hızını yavaşlatın. Kapanma hızını etkilememek için, Şekil 3'te gösterildiği gibi kapı direncine paralel bir diyot D2 bağlanabilir.
resim 3
Bir RC devresi, gürültüyü etkili bir şekilde azaltmak için alan etkili transistör DS'nin her iki ucuna paralel olarak bağlanabilir.Şekil 3'te gösterildiği gibi, C2 kondansatörü genellikle yaklaşık 100PF ~ 300PF'dir. Kapasitans değeri çok büyükse, alan etkili transistörün anahtarlama kaybı artacaktır. Direnç R2 genellikle seçilir 10'den az direnç.
Diyot yüksek hızda açılıp kapatıldığında, diyotun parazitik endüktansı ve kapasitansı, ters geri kazanım süresi boyunca yüksek frekanslı salınım üretecektir.Yüksek frekanslı salınımı bastırmak için, Şekil 3'te gösterildiği gibi diyotun her iki ucuna bir RC tampon devresi eklenebilir. 1 100 range aralığında, C3 kondansatörü genellikle 100pF 1nF'dir Güç kaynağının çalışma frekansı düşükse ve verimlilik gereksinimleri karşılıyorsa, diyot D3 daha yavaş bir geri kazanım süresine sahip bir diyot olabilir.
3. Transformatör tasarımı gürültüyü azaltır
Transformatörün sargıları yüksek frekanslı akımları geçtiğinde, transformatör etkili bir manyetik alan anteni haline gelir ve transformatör sargıları bir atlama voltajına maruz kalır, yani transformatör aynı zamanda bir elektrik alan anteni olur.İzolasyon sınırındaki gürültüyü toplamak için birincil ve ikincil arasına bir Faraday koruma tabakası eklenebilir. Akım orijinal toprağa aktarılmalıdır, ancak bakır folyo çok ince bir bakır folyo şerit olmalıdır, girdap akımı kaybını önlemeye ve kaçak endüktansı azaltmaya çalışın.Bakır koruyucu tabakanın sonunda bağlantı olmamasına dikkat edin aksi takdirde manyetik bir kısa devre oluşturacaktır.
Sandviç sargı yöntemi, birincil ve ikincil sargıları daha sıkı bir şekilde birleştirebilir, böylece gürültüyü azaltma amacına ulaşmak için sızıntı endüktansı azaltılabilir ve harici gürültü girişimini azaltmak için altı taraflı korumalı bir metal kabuk da kullanılabilir.
sonuç olarak
Bir güç kaynağı tasarlarken, elbette tüm yöntemler değil, çıkış dalgalanma gürültüsünü azaltmak için yukarıdaki yöntemlerden bazıları vardır; Bitmiş bir güç kaynağı seçerseniz, bir modül güç kaynağı, sıradan anahtarlamalı güç kaynağı, güç adaptörü vb., İşin bu kısmı genellikle güç kaynağı tasarımcısı tarafından yapılır. Bittiğinde, müşterilerin yalnızca teknik özelliklerde belirtilen çıkış dalgalanma gürültüsüne dikkat etmesi gerekir. Örneğin, ZLG Zhiyuan Electronics'in modül güç kaynağı, E_UHBDD-10W serisi gibi tipik dalgalanma ve gürültü değerini işaretleyecektir, tipik değer 150mV VP-P'dir.
