Vzroki za valovanje in hrup v stikalnih napajalnikih
Izhod stikalnega napajalnika ni čista enosmerna napetost, ampak je v notranjosti nekaj AC komponent, ki jih povzročajo valovanje in hrup. Valovanje je nihanje izhodne enosmerne napetosti, ki je povezano s preklopnim delovanjem stikalnega napajanja. V vsakem procesu odpiranja in zapiranja se električna energija "črpa" od vhodnega konca do izhodnega konca, kar tvori proces polnjenja in praznjenja, kar povzroči nihanje izhodne napetosti s frekvenco, podobno frekvenci stikala. Valovitost napetosti je vrednost od vrha do vrha med vrhovi in vdolbinami valovanja, njena velikost pa je povezana z zmogljivostjo in kakovostjo vhodnih in izhodnih kondenzatorjev stikalnega napajalnika.
Obstajata dva razloga za nastajanje hrupa: enega povzroča samo stikalno napajanje; Druga vrsta so motnje zunanjih elektromagnetnih polj (EMI), ki lahko vstopijo v stikalno napajanje prek sevanja ali vhoda prek daljnovodov.
Hrup, ki ga ustvari sam stikalni napajalnik, je niz visokofrekvenčnih impulzov, ki ga povzročijo ostri impulzi, ki nastanejo v trenutku prevajanja in izklopa, znan tudi kot preklopni šum. Frekvenca niza impulzov hrupa je veliko višja od preklopne frekvence, napetost šuma pa je njegova vrednost od vrha do vrha. Amplituda napetosti šuma je v veliki meri povezana s topologijo stikalnega napajanja, parazitskim stanjem v vezju in zasnovo tiskanega vezja.
Valovno obliko valovanja in šuma je mogoče videti z osciloskopom, kot je prikazano na sliki 1. Frekvenca valovanja je enaka frekvenci stikalne cevi, medtem ko je frekvenca šuma dvakrat večja od frekvence stikalne cevi. Vsota vrednosti med vrhom in vrhom napetosti valovanja in napetosti šuma je valovitost in napetost šuma, izražena v mVp-p.
Merilne metode za valovanje in šum
Valovanje in šumna napetost sta eden od glavnih parametrov delovanja stikalnih napajalnikov, zato je zelo pomembno vprašanje, kako jih natančno izmeriti. Trenutno metoda merjenja valovitosti in napetosti šuma uporablja širokopasovni osciloskop, ki lahko natančno izmeri vrednosti napetosti valovanja in šuma.
Zaradi velike raznolikosti stikalnih napajalnikov (z različnimi topologijami, delovnimi frekvencami, izhodno močjo in tehničnimi zahtevami) različni proizvajalci uporabljajo osciloskopske metode merjenja, merilne naprave pa niso povsem enake. Zato ima vsaka tovarna svoj standard za merjenje različnih stikalnih napajalnikov, ki je standard podjetja.
Blokovna shema naprave za merjenje valovanja in šuma z osciloskopom je prikazana na sliki 2. Sestavljena je iz testiranega stikalnega napajalnika, bremena, osciloskopa in merilne napeljave. Nekatere merilne naprave imajo tudi prispajkane komponente, kot so induktorji, kondenzatorji in upori.
