Supresión de la ondulación en la fuente de alimentación conmutada
Para cambiar el rizado, tanto en la teoría como en la práctica debe existir. Por lo general, hay cinco formas de suprimirlo o reducirlo:
1. Aumente la inductancia y el filtro del condensador de salida.
Según la fórmula de la fuente de alimentación conmutada, la fluctuación de corriente en el inductor es inversamente proporcional al valor de la inductancia, y la ondulación de salida es inversamente proporcional al valor del condensador de salida. Por lo tanto, aumentar el valor del inductor y el valor del capacitor de salida puede reducir la ondulación.
De manera similar, la relación entre la ondulación de salida y la capacitancia de salida: vripple=Imax/(Co×f). Se puede ver que aumentar el valor del capacitor de salida puede reducir la ondulación.
Por lo general, para los condensadores de salida, se utilizan condensadores electrolíticos de aluminio para lograr una gran capacidad. Sin embargo, los capacitores electrolíticos no son muy efectivos para suprimir el ruido de alta frecuencia, y la ESR es relativamente grande, por lo que se conectará un capacitor cerámico en paralelo junto a él para compensar la falta de capacitores electrolíticos de aluminio.
Al mismo tiempo, cuando la fuente de alimentación conmutada está funcionando, el voltaje Vin en el terminal de entrada no cambia, pero la corriente cambia con el interruptor. En este momento, la fuente de alimentación de entrada no proporcionará corriente muy bien, generalmente cerca de la terminal de entrada de corriente (tome el tipo BucK como ejemplo, cerca de SWITcH), y conecte un capacitor en paralelo para proporcionar corriente.
El efecto del método anterior sobre la reducción de la ondulación es limitado. Debido a las limitaciones de volumen, la inductancia no será demasiado grande; si la capacitancia de salida aumenta hasta cierto nivel, no tendrá un efecto evidente en la reducción de la ondulación; aumentar la frecuencia de conmutación aumentará la pérdida de conmutación. Entonces, cuando los requisitos son más estrictos, este método no es muy bueno. Para conocer el principio de la fuente de alimentación conmutada, etc., puede consultar varios manuales de diseño de fuente de alimentación conmutada.
2. Filtrado en dos etapas, es decir, agregando una etapa adicional de filtro LC
El filtro LC tiene un efecto de supresión más evidente en la ondulación del ruido. De acuerdo con la frecuencia de la ondulación a eliminar, se seleccionan una inductancia y una capacitancia apropiadas para formar un circuito de filtro, que generalmente puede reducir muy bien la ondulación.
Si el punto de muestreo se selecciona antes del filtro LC (Pa), el voltaje de salida disminuirá. Debido a que cualquier inductor tiene una resistencia de CC, cuando hay una salida de corriente, habrá una caída de voltaje en el inductor, lo que resultará en una caída en el voltaje de salida de la fuente de alimentación. Y esta caída de voltaje varía con la corriente de salida.
El punto de muestreo se selecciona después del filtro LC (Pb), para que la tensión de salida sea la tensión que queremos. Pero esto introduce una inductancia y un condensador dentro del sistema de potencia, lo que puede causar inestabilidad en el sistema. Con respecto a la estabilidad del sistema, se ha introducido mucha información, por lo que no escribiré en detalle aquí.
3. Después de cambiar la salida de la fuente de alimentación, conecte al filtro LDO
Esta es la forma más efectiva de reducir la ondulación y el ruido, el voltaje de salida es constante y no es necesario cambiar el sistema de retroalimentación original, pero también es el método con el costo más alto y el consumo de energía más alto. Cualquier LDO tiene un indicador: la relación de rechazo de ruido. es una curva de frecuencia-dB.
Para reducir la ondulación. El diseño de PCB de la fuente de alimentación conmutada también es muy crítico, lo cual es un problema muy difícil. Hay ingenieros de PCB de fuente de alimentación de conmutación dedicados. Para el ruido de alta frecuencia, debido a la alta frecuencia y la gran amplitud, aunque el filtrado posterior a la etapa tiene cierto efecto, el efecto no es obvio. Existe una investigación especial en esta área, y la forma simple es conectar la capacitancia C o RC, o la inductancia en serie en el diodo.
4. Conecte el condensador C o RC en el diodo
Cuando un diodo se enciende y apaga a alta velocidad, se deben considerar los parámetros parásitos. Durante el período de recuperación inversa del diodo, la inductancia equivalente y la capacitancia equivalente se convierten en un oscilador RC, generando una oscilación de alta frecuencia. Para suprimir esta oscilación de alta frecuencia, se debe conectar en paralelo una red de condensadores C o RC a través del diodo. La resistencia es generalmente 10Ω-100Ω y la capacitancia es 4.7pF-2.2nF.
El valor del condensador C o RC conectado en paralelo al diodo solo se puede determinar mediante prueba y error. Si no se selecciona correctamente, provocará oscilaciones más graves.
Si los requisitos para el ruido de alta frecuencia son estrictos, se puede utilizar la tecnología de conmutación suave. Hay muchos libros dedicados a la conmutación suave.
5. El diodo es seguido por un inductor (filtro EMI)
Este también es un método comúnmente utilizado para suprimir el ruido de alta frecuencia. Apuntando a la frecuencia de generación de ruido, la selección del elemento de inductancia apropiado también puede suprimir el ruido de manera efectiva. Cabe señalar que la corriente nominal del inductor debe cumplir con los requisitos reales. El método relativamente simple no se explicará en detalle.
