Бран на префрлување моќ е неизбежен.Нашата крајна цел е да го намалиме излезниот бран на толерантно ниво.Најфундаменталното решение за постигнување на оваа цел е да се избегне создавање бранови.Пред се И причината.
Со прекинувачот на SWITCH, струјата во индуктивноста L исто така флуктуира нагоре и надолу на важечката вредност на излезната струја.Затоа, ќе има и бранување што е со иста фреквенција како и Switch на излезниот крај.Општо земено, брановите на ребрата се однесуваат на ова, што е поврзано со капацитетот на излезниот кондензатор и ESR.Фреквенцијата на ова бранување е иста како и прекинувачкото напојување, со опсег од десетици до стотици kHz.
Покрај тоа, Switch генерално користи биполарни транзистори или MOSFET.Без разлика кој е, ќе има време на пораст и намалување кога е вклучен и мртов.Во овој момент, нема да има бучава во колото што е исто како и времето на зголемување како и времето на намалување на зголемувањето на прекинувачот, или неколку пати, и генерално е десетици MHz.Слично на тоа, диодата D е во обратно обновување.Еквивалентно коло е низата отпорни кондензатори и индуктори, кои ќе предизвикаат резонанца, а фреквенцијата на бучавата е десетици MHz.Овие два шумови генерално се нарекуваат високофреквентен шум, а амплитудата е обично многу поголема од бранувањето.
Ако се работи за AC/DC конвертор, покрај горенаведените две бранувања (шум), има и AC шум.Фреквенцијата е фреквенцијата на влезното напојување со наизменична струја, околу 50-60Hz.Има и бучава во ко-режим, бидејќи напојувачкиот уред на многу прекинувачки напојувања ја користи обвивката како радијатор, што произведува еквивалентна капацитивност.
Мерење на бранови на прекинувачка моќност
Основни барања:
Спојување со осцилоскоп AC
Ограничување на пропусниот опсег од 20 MHz
Исклучете ја жицата за заземјување на сондата
1.AC спојката е да се отстрани суперпозиција DC напон и да се добие точна форма на бранови.
2. Отворањето на границата на пропусниот опсег од 20 MHz е да се спречи мешањето на бучавата со висока фреквенција и да се спречи грешката.Бидејќи амплитудата на високофреквентниот состав е голема, таа треба да се отстрани кога се мери.
3. Исклучете го приклучокот за заземјување од сондата на осцилоскопот и користете го мерењето на заземјувањето за да ги намалите пречките.Многу одделенија немаат земјени прстени.Но, земете го во предвид овој фактор кога проценувате дали е квалификуван.
Друга точка е да користите терминал од 50 Ω.Според информациите на осцилоскопот, модулот 50Ω треба да ја отстрани DC компонентата и прецизно да ја измери AC компонентата.Сепак, има малку осцилоскопи со такви специјални сонди.Во повеќето случаи се користи употреба на сонди од 100kΩ до 10MΩ, што е привремено нејасно.
Горенаведеното се основните мерки на претпазливост при мерење на преклопниот бран.Ако сондата на осцилоскопот не е директно изложена на излезната точка, таа треба да се мери со искривени линии или коаксијални кабли од 50Ω.
При мерење на високофреквентен шум, целосниот опсег на осцилоскопот е генерално ниво од стотици мега до GHz.Другите се исти како горенаведените.Можеби различни компании имаат различни методи на тестирање.Во последната анализа, мора да ги знаете резултатите од вашиот тест.
За осцилоскопот:
Некои дигитални осцилоскопи не можат правилно да ги измерат бранувањата поради пречки и длабочина на складирање.Во тоа време, осцилоскопот треба да се замени.Понекогаш, иако пропусниот опсег на стариот симулациски осцилоскоп е само десетици мега, перформансите се подобри од дигиталниот осцилоскоп.
Инхибиција на бранувањата на прекинувачката моќност
За префрлување бранови, теоретски и всушност постојат.Постојат три начини да се потисне или намали:
1. Зголемете ја индуктивноста и филтрирањето на излезниот кондензатор
Според формулата на прекинувачкото напојување, големината на тековната флуктуација и вредноста на индуктивноста на индуктивната индуктивност стануваат обратно пропорционални, а излезните бранови и излезните кондензатори се обратно пропорционални.Затоа, зголемувањето на електричните и излезните кондензатори може да ги намали брановите.
Сликата погоре е тековната бранова форма во индукторот за напојување L. Неговата бранувачка струја △ i може да се пресмета од следната формула:
Може да се види дека зголемувањето на вредноста на L или зголемувањето на фреквенцијата на префрлување може да ги намали тековните флуктуации во индуктивноста.
Слично на тоа, односот помеѓу излезните бранувања и излезните кондензатори: VRIPPLE = IMAX/(CO × F).Може да се види дека зголемувањето на вредноста на излезниот кондензатор може да го намали бранувањето.
Вообичаениот метод е да се користат алуминиумски електролитски кондензатори за излезната капацитивност за да се постигне целта на голем капацитет.Сепак, електролитските кондензатори не се многу ефикасни во потиснувањето на високофреквентниот шум, а ESR е релативно голем, така што ќе поврзе керамички кондензатор до него за да го надомести недостатокот на алуминиумски електролитски кондензатори.
Во исто време, кога работи напојувањето, напонот VIN на влезниот терминал е непроменет, но струјата се менува со прекинувачот.Во овој момент, влезното напојување не обезбедува струјна бунар, обично во близина на тековниот влезен терминал (земајќи го типот на бак како пример, е во близина на Switch) и го поврзува капацитетот за да обезбеди струја.
По примената на оваа контрамерка, напојувањето со прекинувачот Buck е прикажано на сликата подолу:
Горенаведениот пристап е ограничен на намалување на бранувањата.Поради ограничувањето на волуменот, индуктивноста нема да биде многу голема;излезниот кондензатор се зголемува до одреден степен и нема очигледен ефект врз намалувањето на бранувањата;зголемувањето на фреквенцијата на префрлување ќе ја зголеми загубата на прекинувачот.Значи, кога барањата се строги, овој метод не е многу добар.
За принципите за напојување со префрлување, можете да се повикате на различни типови прирачници за дизајнирање на прекинувачка моќност.
2. Филтрирање на две нивоа е да додадете LC филтри од прво ниво
Инхибиторниот ефект на LC филтерот врз бранувањето на бучавата е релативно очигледен.Според фреквенцијата на бранување што треба да се отстрани, изберете го соодветниот кондензатор на индуктор за да го формирате колото на филтерот.Општо земено, може добро да ги намали бранувањата.Во овој случај, треба да ја земете предвид точката на земање примероци на напонот за повратни информации.(Како што е прикажано подолу)
Точката за земање мостри се избира пред LC филтерот (PA), а излезниот напон ќе се намали.Бидејќи секоја индуктивност има DC отпор, кога има излезна струја, ќе има пад на напонот во индуктивноста, што ќе резултира со намалување на излезниот напон на напојувањето.И овој пад на напонот се менува со излезната струја.
Точката за земање примероци се избира по LC филтерот (PB), така што излезниот напон е напонот што го сакаме.Сепак, индуктивност и кондензатор се воведуваат внатре во електроенергетскиот систем, што може да предизвика нестабилност на системот.
3. По излезот на прекинувачкото напојување, поврзете го филтрирањето LDO
Ова е најефективниот начин за намалување на бранувањата и бучавата.Излезниот напон е константен и не треба да го менува оригиналниот систем за повратни информации, но исто така е најисплатлив и најголема потрошувачка на енергија.
Секој LDO има индикатор: однос на потиснување на бучава.Тоа е крива фреквенција-DB, како што е прикажано на сликата подолу е кривата на LT3024 LT3024.
По LDO, преклопниот бран е генерално под 10 mV.Следната слика е споредба на бранувањата пред и по LDO:
Во споредба со кривата на сликата погоре и брановата форма лево, може да се види дека инхибиторниот ефект на LDO е многу добар за префрлувачките бранувања од стотици KHz.Но, во опсегот на висока фреквенција, ефектот на LDO не е толку идеален.
Намалете ги бранувањата.Од клучно значење е и жици со ПХБ на прекинувачкото напојување.За бучава со висока фреквенција, поради големата фреквенција на висока фреквенција, иако филтрирањето по фаза има одреден ефект, ефектот не е очигледен.Во овој поглед постојат посебни студии.Едноставниот пристап е да се биде на диодата и капацитетот C или RC, или да се поврзе индуктивноста во серија.
Горенаведената слика е еквивалентно коло на вистинската диода.Кога диодата е со голема брзина, мора да се земат предвид паразитските параметри.За време на обратното обновување на диодата, еквивалентната индуктивност и еквивалентна капацитивност станаа RC осцилатор, генерирајќи високофреквентни осцилации.За да се потисне оваа високофреквентна осцилација, неопходно е да се поврзе капацитивноста C или RC тампон мрежа на двата краја на диодата.Отпорот е генерално 10Ω-100 ω, а капацитетот е 4,7PF-2,2NF.
Капацитетот C или RC на диодата C или RC може да се одреди со повторени тестови.Ако не се избере правилно, ќе предизвика потешки осцилации.
Време на објавување: јули-08-2023 година