So unterdrücken Sie Welligkeit in Schaltnetzteilen
Nach dem Schalten von SWITCH schwankt auch der Strom in der Drossel L innerhalb des Effektivwerts des Ausgangsstroms auf und ab. Es entsteht also auch am Ausgangsende eine Welligkeit mit der gleichen Frequenz wie SWITCH, die im Allgemeinen als Welligkeit bezeichnet wird. Es hängt von der Kapazität und dem ESR des Ausgangskondensators ab.
Wie kann die Erzeugung von Welligkeit im Schaltnetzteil unterdrückt werden? Unser Ziel ist es, die Ausgangswelligkeit auf ein erträgliches Maß zu reduzieren. Die grundlegende Lösung, um dieses Ziel zu erreichen, ist:
Erzeugung von Welligkeit im Schaltnetzteil
Unser Ziel ist es, die Ausgangswelligkeit auf ein erträgliches Maß zu reduzieren. Die grundlegende Lösung zur Erreichung dieses Ziels besteht darin, die Entstehung von Welligkeit so weit wie möglich zu vermeiden. Zunächst müssen wir die Arten und Ursachen der Welligkeit im Schaltnetzteil klären.
Nach dem Schalten von SWITCH schwankt auch der Strom in der Drossel L innerhalb des Effektivwerts des Ausgangsstroms auf und ab. Es entsteht also auch am Ausgangsende eine Welligkeit mit der gleichen Frequenz wie SWITCH, die im Allgemeinen als Welligkeit bezeichnet wird. Es hängt von der Kapazität und dem ESR des Ausgangskondensators ab. Die Frequenz dieser Welligkeit ist die gleiche wie die eines Schaltnetzteils und liegt im Bereich von mehreren zehn bis Hunderten von kHz.
Darüber hinaus verwendet SWITCH im Allgemeinen Bipolartransistoren oder MOSFETs. Unabhängig davon, welches Gerät verwendet wird, gibt es beim Ein- und Ausschalten eine Anstiegs- und eine Abfallzeit. Zu diesem Zeitpunkt tritt in der Schaltung ein Rauschen mit derselben Frequenz oder ungeraden Vielfachen der Anstiegs- und Abfallzeit von SWITCH auf, normalerweise im Bereich von mehreren zehn MHz. Im Moment der Rückwärtserholung ist das Ersatzschaltbild der Diode D eine Reihenschaltung aus Widerstand, Kapazität und Induktivität, die Resonanz verursachen und Rauschfrequenzen von mehreren zehn MHz erzeugen kann. Diese beiden Arten von Rauschen werden im Allgemeinen als hochfrequentes Rauschen bezeichnet und ihre 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) auch AC-Rauschen, also die Frequenz der Eingangs-AC-Stromversorgung, etwa 50–60 Hz. Es gibt auch eine Art Gleichtaktrauschen, das durch die äquivalente Kapazität verursacht wird, die von den Leistungsgeräten vieler Schaltnetzteile erzeugt wird, die Gehäuse als Kühlkörper verwenden. Da ich in der Forschung und Entwicklung von Automobilelektronik tätig bin, bin ich den beiden letztgenannten Arten von Lärm weniger ausgesetzt, weshalb ich sie im Moment nicht in Betracht ziehe.
