Πώς να λύσετε τον θόρυβο της εναλλαγής τροφοδοσίας
Η απενεργοποίηση, το μικρό μέγεθος, το χαμηλό κόστος και η υψηλή απόδοση το καθιστούν εξαιρετική αξία.
Ωστόσο, το μεγαλύτερο μειονέκτημά του είναι ο υψηλός θόρυβος εξόδου λόγω των υψηλών μεταβατικών διακοπτών. Είναι αυτό το μειονέκτημα που εμποδίζει τη χρήση τους σε αναλογικά κυκλώματα υψηλής απόδοσης που τροφοδοτούνται κυρίως από γραμμικούς ρυθμιστές.
Ωστόσο, έχει αποδειχθεί ότι σε πολλές εφαρμογές ένας σωστά φιλτραρισμένος μετατροπέας μεταγωγής μπορεί να αντικαταστήσει έναν γραμμικό ρυθμιστή για να δημιουργήσει τροφοδοτικό χαμηλού θορύβου.
Επομένως, είναι απαραίτητο να σχεδιαστεί ένα βελτιστοποιημένο και αποσβεσμένο φίλτρο πολλαπλών σταδίων για την εξάλειψη του θορύβου εξόδου του μετατροπέα ισχύος μεταγωγής.
Το παράδειγμα κυκλώματος σε αυτό το άρθρο θα χρησιμοποιεί έναν μετατροπέα ενίσχυσης, αλλά τα αποτελέσματα μπορούν να εφαρμοστούν απευθείας σε οποιονδήποτε μετατροπέα DC-DC. Το σχήμα 1 δείχνει τις βασικές κυματομορφές ενός μετατροπέα ενίσχυσης σε λειτουργία σταθερού ρεύματος (CCM).
Εικόνα 1. Βασικές κυματομορφές τάσης και ρεύματος ενός μετατροπέα ενίσχυσης
Το φίλτρο εξόδου είναι σημαντικό για μια τοπολογία ενίσχυσης ή οποιαδήποτε άλλη τοπολογία με λειτουργία ασυνεχούς ρεύματος, λόγω των χρόνων γρήγορης ανόδου και πτώσης του ρεύματος στο διακόπτη Β. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα παρασιτική επαγωγή στους διακόπτες διέγερσης, τη διάταξη και τους πυκνωτές εξόδου. Το αποτέλεσμα είναι ότι στην πραγματική χρήση, η κυματομορφή εξόδου μοιάζει περισσότερο με το σχήμα 2 παρά με το σχήμα 1, ακόμη και με καλή διάταξη και κεραμικούς πυκνωτές εξόδου.
2. Τυπικές μετρούμενες κυματομορφές ενός μετατροπέα ενίσχυσης σε DCM
Ο κυματισμός μεταγωγής (συχνότητα μεταγωγής) λόγω των αλλαγών στη φόρτιση του πυκνωτή είναι πολύ μικρός σε σύγκριση με το κουδούνισμα χωρίς απόσβεση του διακόπτη εξόδου, που στο εξής θα αναφέρεται ως θόρυβος εξόδου. Συνήθως, αυτός ο θόρυβος εξόδου κυμαίνεται από 10 MHz έως πάνω από 100 MHz, πολύ πέρα από τη συχνότητα αυτοσυντονισμού των περισσότερων κεραμικών πυκνωτών εξόδου. Επομένως, η προσθήκη επιπλέον χωρητικότητας δεν κάνει πολλά για την εξασθένηση του θορύβου.
Υπάρχουν επίσης πολλοί τύποι φίλτρων κατάλληλα για το φιλτράρισμα αυτής της εξόδου. Θα εξηγήσουμε κάθε φίλτρο και θα δώσουμε ένα σχέδιο βήμα προς βήμα.
Οι τύποι σε αυτό το έγγραφο δεν είναι αυστηροί και γίνονται ορισμένες εύλογες υποθέσεις για την απλοποίηση αυτών των τύπων σε κάποιο βαθμό. Εξακολουθούν να απαιτούνται ορισμένες επαναλήψεις, καθώς κάθε στοιχείο επηρεάζει τις τιμές των άλλων στοιχείων.
Το εργαλείο σχεδίασης ADIsimPower αποφεύγει αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας έναν τύπο γραμμικοποίησης για τις τιμές στοιχείων (όπως το κόστος ή το μέγεθος) για βελτιστοποίηση πριν από την πραγματική επιλογή στοιχείων και, στη συνέχεια, βελτιστοποίηση της εξόδου μετά την επιλογή πραγματικών στοιχείων από μια βάση δεδομένων χιλιάδων συσκευών . Αλλά αυτό το επίπεδο πολυπλοκότητας είναι περιττό όταν ξεκινάμε με ένα σχέδιο. Χρησιμοποιώντας τους παρεχόμενους υπολογισμούς, χρησιμοποιώντας έναν προσομοιωτή SIMPLIS —όπως το δωρεάν ADIsimPE™— ή περνώντας λίγο χρόνο στον πάγκο του εργαστηρίου, μπορείτε να φτάσετε σε ένα ικανοποιητικό σχέδιο με ελάχιστη προσπάθεια.
