Causas de ondulación y ruido en fuentes de alimentación conmutadas.
La salida de la fuente de alimentación conmutada no es un voltaje de CC puro, sino que contiene algunos componentes de CA, lo que es causado por ondulaciones y ruido. La ondulación es la fluctuación del voltaje de CC de salida, que está relacionada con la acción de conmutación de la fuente de alimentación conmutada. Durante cada proceso de apertura y cierre, la energía eléctrica se "bombea" desde el extremo de entrada al extremo de salida, formando un proceso de carga y descarga, lo que hace que el voltaje de salida fluctúe con la misma frecuencia que la frecuencia de conmutación. El voltaje de ondulación es el valor de pico a pico entre el pico y el valle de la ondulación. Su tamaño está relacionado con la capacidad y calidad del condensador de entrada y del condensador de salida de la fuente de alimentación conmutada.
Hay dos causas de ruido, una es generada por la propia fuente de alimentación conmutada; la otra es la interferencia de campo electromagnético externo (EMI), que puede ingresar a la fuente de alimentación conmutada a través de radiación o ingresar a la fuente de alimentación conmutada a través de la línea eléctrica.
El ruido generado por la propia fuente de alimentación conmutada es un tren de impulsos de alta frecuencia, causado por los impulsos agudos generados en el momento en que se enciende y apaga el interruptor. También se le llama ruido de conmutación. La frecuencia del tren de impulsos de ruido es mucho mayor que la frecuencia de conmutación y el voltaje de ruido es su valor pico a pico. La amplitud del voltaje de ruido está relacionada en gran medida con la topología de la fuente de alimentación conmutada, el estado parásito en el circuito y el diseño de la PCB.
Utilice un osciloscopio para ver las formas de onda de ondulación y ruido. La frecuencia de la ondulación es la misma que la frecuencia del tubo de conmutación, mientras que la frecuencia del ruido es el doble que la del tubo de conmutación. La suma del valor pico a pico del voltaje de ondulación y el valor pico a pico del voltaje de ruido es el voltaje de ondulación y ruido, y su unidad es mVp-p.
Métodos de medición de ondulación y ruido
La ondulación y el voltaje de ruido son uno de los principales parámetros de rendimiento de las fuentes de alimentación conmutadas, por lo que cómo medirlos con precisión es una cuestión muy importante. El método actual para medir el voltaje de ondulación y ruido es utilizar un osciloscopio de banda ancha, que puede medir con precisión los valores de voltaje de ondulación y ruido.
Dado que existen muchos tipos de fuentes de alimentación conmutadas (con diferentes topologías, frecuencias de funcionamiento, potencias de salida, diferentes requisitos técnicos, etc.), todos los fabricantes utilizan métodos de medición con osciloscopio. Sólo los dispositivos de medición no son exactamente iguales. Por lo tanto, cada fabricante tiene requisitos diferentes para diferentes fuentes de alimentación conmutadas. Todas las mediciones tienen sus propios estándares, es decir, estándares corporativos.
Diagrama de bloques de una configuración para medir ondulación y ruido con un osciloscopio. Consta de la fuente de alimentación conmutada probada, la carga, el osciloscopio y las conexiones de medición. Algunos dispositivos de medición también tienen inductores, condensadores, resistencias y otros componentes soldados.
