Vzroki za valovanje in hrup v stikalnih napajalnikih
Izhod stikalnega napajalnika ni čista enosmerna napetost, ampak vsebuje nekaj izmeničnih komponent, ki jih povzročajo valovanje in hrup. Valovanje je nihanje izhodne enosmerne napetosti, ki je povezano s preklopnim delovanjem stikalnega napajanja. Med vsakim procesom odpiranja in zapiranja se električna energija "črpa" od vhodnega konca do izhodnega konca, kar tvori proces polnjenja in praznjenja, zaradi česar izhodna napetost niha z enako frekvenco kot preklopna frekvenca. Napetost valovanja je vrednost od vrha do vrha med vrhom in najnižjo vrednostjo valovanja. Njegova velikost je povezana z zmogljivostjo in kakovostjo vhodnega kondenzatorja in izhodnega kondenzatorja stikalnega napajalnika.
Obstajata dva vzroka hrupa, enega ustvarja sam stikalni napajalnik; druga je motnja zunanjega elektromagnetnega polja (EMI), ki lahko vstopi v stikalno napajanje prek sevanja ali vnese stikalno napajanje prek električnega voda.
Hrup, ki ga ustvarja sam stikalni napajalnik, je niz visokofrekvenčnih impulzov, ki ga povzročajo ostri impulzi, ki nastanejo v trenutku vklopa in izklopa stikala. Imenuje se tudi preklopni šum. Frekvenca niza impulzov hrupa je veliko višja od preklopne frekvence, napetost hrupa pa je njegova vrednost od vrha do vrha. Amplituda hrupne napetosti je v veliki meri povezana s topologijo stikalnega napajanja, parazitskim stanjem v vezju in zasnovo tiskanega vezja.
Z osciloskopom si oglejte valovne oblike valovanja in šuma. Frekvenca valovanja je enaka frekvenci preklopne cevi, medtem ko je frekvenca šuma dvakrat večja od frekvence preklopne cevi. Vsota vrednosti od vrha do vrha napetosti valovanja in vrednosti od vrha do vrha napetosti šuma je valovitost in napetost šuma, njena enota pa je mVp-p.
Metode merjenja valovanja in šuma
Valovanje in šumna napetost sta eden od glavnih parametrov delovanja stikalnih napajalnikov, zato je zelo pomembno vprašanje, kako jih natančno izmeriti. Trenutna metoda merjenja valovitosti in napetosti šuma je uporaba širokopasovnega osciloskopa, ki lahko natančno izmeri vrednosti napetosti valovanja in šuma.
Ker obstaja veliko vrst stikalnih napajalnikov (z različnimi topologijami, delovnimi frekvencami, izhodnimi močmi, različnimi tehničnimi zahtevami itd.), vsi proizvajalci uporabljajo metode merjenja z osciloskopom. Le merilne naprave niso povsem enake. Zato ima vsak proizvajalec različne zahteve za različne stikalne napajalnike. Vse meritve imajo svoje standarde, in sicer korporativne standarde.
Blok diagram nastavitve za merjenje valovanja in šuma z osciloskopom. Sestavljen je iz preizkušenega stikalnega napajanja, bremena, osciloskopa in merilnih priključkov. Nekatere merilne naprave imajo privarjene tudi induktorje, kondenzatorje, upore in druge komponente.
