So verhindern Sie die Welligkeit des Schaltnetzteils
Nach dem Schalten des Schalters schwankt auch der Strom in der Induktivität L um den Effektivwert des Ausgangsstroms. Daher tritt auch am Ausgang eine Welligkeit mit der gleichen Frequenz wie beim Schalten auf, was allgemein als Welligkeit bezeichnet wird. Dies hängt mit der Kapazität des Ausgangskondensators und dem ESR zusammen.
So begrenzen Sie die Entstehung von Welligkeit bei Schaltnetzteilen. Die Entstehung von Welligkeit bei Schaltnetzteilen Unser Ziel besteht darin, die Ausgangswelligkeit auf ein erträgliches Maß zu reduzieren. Die grundlegende Lösung für dieses Ziel lautet:
Entstehung von Welligkeit im Schaltnetzteil
Unser Ziel ist es, die Ausgangswelligkeit auf ein erträgliches Maß zu reduzieren. Die grundlegendste Lösung für dieses Ziel besteht darin, die Entstehung von Welligkeit so weit wie möglich zu vermeiden. Zunächst müssen wir uns über die Arten und Ursachen von Welligkeit in Schaltnetzteilen im Klaren sein.
Nach dem SCHALTEN des Schalters schwankt auch der Strom in der Induktivität L um den Effektivwert des Ausgangsstroms auf und ab. Daher tritt auch am Ausgang eine Welligkeit mit der gleichen Frequenz wie beim SCHALTEN auf, was allgemein als Welligkeit bezeichnet wird. Sie hängt mit der Kapazität des Ausgangskondensators und dem ESR zusammen. Die Frequenz dieser Welligkeit ist die gleiche wie die des Schaltnetzteils, nämlich einige zehn bis hundert kHz.
Außerdem wird für den Schalter im Allgemeinen ein Bipolartransistor oder ein MOSFET gewählt. Unabhängig davon, welcher von beiden verwendet wird, gibt es beim Ein- und Ausschalten eine Anstiegs- und eine Abfallzeit. Zu diesem Zeitpunkt tritt im Schaltkreis ein Rauschen mit der gleichen Frequenz oder einem ungeraden Frequenzmultiplikator wie die Anstiegs- und Abfallzeit des Schalters auf, normalerweise einige zehn MHz. In ähnlicher Weise ist im Moment der Sperrwiederherstellung der äquivalente Schaltkreis der Diode D die Reihenschaltung von Widerstand, Kapazität und Induktivität, was zu Resonanz führt und die Rauschfrequenz einige zehn MHz beträgt. Diese beiden Arten von Rauschen werden im Allgemeinen als Hochfrequenzrauschen bezeichnet und die Amplitude ist normalerweise viel größer als die Welligkeit.
Wenn es sich um einen AC/DC-Wandler handelt, gibt es zusätzlich zu den beiden oben genannten Arten von Welligkeit (Rauschen) Wechselstromrauschen, und die Frequenz ist die Frequenz der Eingangswechselstromversorgung, die etwa 50 bis 60 Hz beträgt. Es gibt auch eine Art Gleichtaktrauschen, das durch die äquivalente Kapazität verursacht wird, die von vielen Leistungsgeräten eines Schaltnetzteils erzeugt wird, das das Gehäuse als Kühler verwendet. Da ich in der Forschung und Entwicklung von Automobilelektronik tätig bin, habe ich wenig Kontakt mit den beiden letztgenannten Arten von Rauschen, daher werde ich sie vorerst nicht berücksichtigen.
Messung der Welligkeit eines Schaltnetzteils
Grundvoraussetzungen: Oszilloskop-AC-Kopplung verwenden, Bandbreitenbegrenzung auf 20 MHz, Erdungskabel der Sonde abziehen.
1. AC-Kopplung dient dazu, die überlagerte Gleichspannung zu entfernen und die richtige Wellenform zu erhalten.
2. Das Öffnen der Bandbreitengrenze von 20 MHz dient der Verhinderung von Störungen durch Hochfrequenzrauschen und der Vermeidung von Messfehlern. Aufgrund der großen Amplitude der Hochfrequenzkomponenten sollten diese bei der Messung entfernt werden.
3. Ziehen Sie die Erdungsklemme der Oszilloskopsonde ab und verwenden Sie den Erdungsring zum Messen, um Störungen zu verringern. Viele Teile haben keine Erdungsringe. Wenn der Fehler also zulässig ist, können sie direkt mit der Erdungsklemme der Sonde gemessen werden. Dieser Faktor sollte jedoch bei der Beurteilung berücksichtigt werden, ob es qualifiziert ist oder nicht.
Ein weiterer Punkt ist die Verwendung eines 50-Ω-Anschlusses. Laut Angaben von Yokogawa Oscilloscope entfernt das 50-Ω-Modul die Gleichstromkomponente und misst die Wechselstromkomponente. Allerdings sind nur wenige Oszilloskope mit dieser Art von Spezialsonde ausgestattet, und in den meisten Fällen wird zur Messung die Standardsonde von 100 KΩ bis 10 MΩ verwendet, sodass der Einfluss vorerst nicht klar ist.
Die oben genannten Punkte sind die grundlegenden Vorsichtsmaßnahmen beim Messen der Schalterwelligkeit. Wenn die Oszilloskopsonde keinen direkten Kontakt mit dem Ausgangspunkt hat, sollte sie über ein Twisted Pair- oder 50-Ω-Koaxialkabel gemessen werden.
Bei der Messung von Hochfrequenzrauschen wird das Allpassband des Oszilloskops verwendet, das im Allgemeinen mehrere hundert Megabyte bis GHz-Niveau umfasst. Andere sind dieselben wie oben. Möglicherweise haben verschiedene Unternehmen unterschiedliche Testmethoden. Geben Sie in der Endanalyse Ihre Testergebnisse klar an. Lassen Sie sich von den Kunden erkennen.
Über Oszilloskop:
Einige digitale Oszilloskope können die Welligkeit aufgrund von Interferenzen und Speichertiefe nicht genau messen. Zu diesem Zeitpunkt sollte das Oszilloskop ausgetauscht werden. In dieser Hinsicht ist die Leistung des alten analogen Oszilloskops besser als die des digitalen Oszilloskops, obwohl die Bandbreite nur einige zehn Megabyte beträgt.
