Medidas para reducir la ondulación y el ruido de tensión en fuentes de alimentación conmutadas
En comparación con las fuentes de alimentación lineales, las fuentes de alimentación conmutadas (incluidos convertidores CA/CC, convertidores CC/CC, módulos CA/CC y módulos CC/CC) tienen la ventaja más destacada de una alta eficiencia de conversión, que generalmente puede alcanzar 8{{7 }} por ciento a 85 por ciento, y hasta 90 por ciento a 97 por ciento; En segundo lugar, la fuente de alimentación conmutada utiliza transformadores de alta frecuencia en lugar de voluminosos transformadores de frecuencia eléctrica, lo que no sólo reduce el peso sino también el volumen, lo que da como resultado una gama cada vez más amplia de aplicaciones. Sin embargo, la desventaja de la fuente de alimentación conmutada es que su transistor de conmutación funciona en un estado de conmutación de alta frecuencia, y la ondulación de salida y el voltaje de ruido son relativamente grandes, generalmente alrededor del 1 por ciento del voltaje de salida (el mínimo es aproximadamente el 0,5 por ciento del voltaje de salida). tensión de salida). El mejor producto también tiene un voltaje de ondulación y ruido de decenas de mV; El tubo de ajuste de la fuente de alimentación lineal funciona en un estado lineal, sin voltaje de ondulación, y el voltaje de ruido de salida también es pequeño, con unidades de μ V.
Este artículo presenta brevemente las causas y los métodos de medición de la ondulación y el ruido generados por fuentes de alimentación conmutadas, dispositivos de medición, estándares de medición y medidas para reducir la ondulación y el ruido.
1. Razones de la generación de ondas y ruido:
La salida de la fuente de alimentación conmutada no es voltaje de CC puro, pero hay algunos componentes de CA en su interior, que son causados 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. En cada proceso de apertura y cierre, se "bombea" energía eléctrica desde el extremo de entrada hacia el extremo de salida, formando un proceso de carga y descarga, dando como resultado fluctuaciones en el voltaje de salida, con una frecuencia similar a la frecuencia del interruptor. El voltaje de ondulación es el valor pico a pico entre los picos y valles de la ondulación, y su tamaño está relacionado con la capacidad y calidad de los condensadores de entrada y salida de la fuente de alimentación conmutada.
Hay dos razones para la generación de ruido: una es generada por la propia fuente de alimentación conmutada; Otro tipo es la interferencia de campos electromagnéticos externos (EMI), que pueden ingresar a la fuente de alimentación conmutada a través de radiación o ingresar a través de líneas eléctricas. El ruido generado por la propia fuente de alimentación conmutada es un tren de impulsos de alta frecuencia causado por impulsos agudos generados en el momento de la conducción y el corte del conmutador, también conocido como 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 de 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 del circuito y el diseño de la PCB.
2, Medidas para reducir la ondulación y el ruido del voltaje:
Además del ruido de conmutación, la entrada de la fuente de alimentación conmutada en el convertidor CA/CC se somete a rectificación de onda completa y filtrado de condensador, y la forma de onda de corriente es pulso, como se muestra en la Figura 17 (La Figura a muestra el circuito de filtrado y rectificación de onda completa, y b muestra las formas de onda de voltaje y corriente). Hay armónicos de orden superior en la forma de onda actual, lo que aumentará la salida de ruido. Una buena fuente de alimentación conmutada (convertidor CA/CC) ha agregado un circuito de corrección del factor de potencia (PFC) al circuito, lo que hace que la corriente de salida se aproxime a la onda sinusoidal, reduce los armónicos de alto orden y aumenta el factor de potencia a alrededor de {{3} }.95, reduciendo la contaminación a la red eléctrica.
