Ukrepi za zmanjšanje valovanja in motenj napetosti v stikalnih napajalnikih
V primerjavi z linearnimi napajalniki imajo stikalni napajalniki (vključno s pretvorniki AC/DC, pretvorniki DC/DC, moduli AC/DC in moduli DC/DC) največjo prednost visoke učinkovitosti pretvorbe, ki lahko na splošno doseže 8{{7 }}% do 85 % in do 90 % do 97 %; Drugič, stikalni napajalnik uporablja visokofrekvenčne transformatorje namesto obsežnih frekvenčnih transformatorjev, kar ne le zmanjša težo, ampak tudi prostornino, kar ima za posledico vse širši obseg uporabe. Vendar pa je pomanjkljivost stikalnega napajalnika ta, da njegov stikalni tranzistor deluje v visokofrekvenčnem preklopnem stanju, izhodno valovanje in šumna napetost pa sta relativno velika, običajno okoli 1 % izhodne napetosti (nizka je približno 0,5 % napetosti izhodna napetost). Najboljši izdelek ima tudi valovitost in šumno napetost več deset mV; Nastavitvena cev linearnega napajalnika deluje v linearnem stanju, brez valovanja napetosti, prav tako je majhna izhodna šumna napetost z enoto μ V.
Ta članek na kratko predstavlja vzroke in metode merjenja valovanja in šuma, ki ga ustvarjajo stikalni napajalniki, merilne naprave, merilni standardi in ukrepi za zmanjšanje valovanja in šuma.
1, Razlogi za valovanje in ustvarjanje hrupa:
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.
2, Ukrepi za zmanjšanje valovanja in hrupa napetosti:
Poleg preklopnega šuma je vhod preklopnega napajalnika v AC/DC pretvorniku podvržen usmerjanju polnega vala in kondenzatorskemu filtriranju, trenutna valovna oblika pa je impulz, kot je prikazano na sliki 17 (slika a prikazuje vezje za usmerjanje polnega vala in filtriranje, in b prikazuje valovne oblike napetosti in toka). V trenutni valovni obliki so harmoniki višjega reda, kar bo povečalo izhod hrupa. Dober stikalni napajalnik (pretvornik AC/DC) ima v tokokrogu dodano vezje za korekcijo faktorja moči (PFC), zaradi česar je izhodni tok približno sinusni, zmanjša harmonike visokega reda in poveča faktor moči na približno {{3} }.95, zmanjšanje onesnaževanja električnega omrežja.
