Mae'r crychdon pŵer newid yn anochel. Ein pwrpas yn y pen draw yw lleihau'r crychdon allbwn i lefel goddefadwy. Yr ateb mwyaf sylfaenol i gyflawni'r pwrpas hwn yw osgoi cynhyrchu crychdonnau. Yn gyntaf oll A'r achos.
Gyda switsh y SWITCH, mae'r cerrynt yn yr anwythiad L hefyd yn amrywio i fyny ac i lawr ar werth dilys y cerrynt allbwn. Felly, bydd crychdonnau hefyd sydd yr un amledd â'r Switsh ar y pen allbwn. Yn gyffredinol, mae crychdonnau'r riber yn cyfeirio at hyn, sy'n gysylltiedig â chynhwysedd y cynhwysydd allbwn ac ESR. Mae amledd y crychdonnau hyn yr un fath â'r cyflenwad pŵer newid, gydag ystod o ddegau i gannoedd o kHz.
Yn ogystal, mae Switsh yn gyffredinol yn defnyddio transistorau deubegwn neu MOSFETs. Ni waeth pa un ydyw, bydd amser codi a gostwng pan gaiff ei droi ymlaen ac yn farw. Ar yr adeg hon, ni fydd unrhyw sŵn yn y gylched sydd yr un fath â'r amser cynyddu ag amser codi a gostwng y Switsh, neu ychydig o weithiau, ac mae fel arfer yn ddegau o MHz. Yn yr un modd, mae'r deuod D mewn adferiad gwrthdro. Y gylched gyfatebol yw'r gyfres o gynwysyddion gwrthiant ac anwythyddion, a fydd yn achosi cyseiniant, ac mae amledd y sŵn yn ddegau o MHz. Gelwir y ddau sŵn hyn yn gyffredinol yn sŵn amledd uchel, ac mae'r osgled fel arfer yn llawer mwy na'r crychdonni.
Os yw'n drawsnewidydd AC/DC, yn ogystal â'r ddau grychdon (sŵn) uchod, mae sŵn AC hefyd. Yr amledd yw amledd y cyflenwad pŵer AC mewnbwn, tua 50-60Hz. Mae sŵn modd-cyd hefyd, oherwydd bod dyfais pŵer llawer o gyflenwadau pŵer newid yn defnyddio'r gragen fel rheiddiadur, sy'n cynhyrchu cynhwysedd cyfatebol.
Mesur crychdonnau pŵer newid
Gofynion sylfaenol:
Cyplu ag osgilosgop AC
Terfyn lled band 20MHz
Datgysylltwch wifren ddaear y stiliwr
1. Mae cyplu AC i gael gwared ar y foltedd DC uwchosodiad a chael tonffurf gywir.
2. Mae agor y terfyn lled band 20MHz er mwyn atal ymyrraeth sŵn amledd uchel ac atal y gwall. Gan fod osgled y cyfansoddiad amledd uchel yn fawr, dylid ei ddileu wrth ei fesur.
3. Datgysylltwch glip daear chwiliedydd yr osgilosgop, a defnyddiwch y mesuriad daear i leihau ymyrraeth. Nid oes gan lawer o adrannau gylchoedd daear. Ond ystyriwch y ffactor hwn wrth farnu a yw'n gymwys.
Pwynt arall yw defnyddio terfynell 50Ω. Yn ôl gwybodaeth yr osgilosgop, mae'r modiwl 50Ω i gael gwared ar y gydran DC a mesur y gydran AC yn gywir. Fodd bynnag, ychydig o osgilosgopau sydd â phrobiau arbennig o'r fath. Yn y rhan fwyaf o achosion, defnyddir probiau o 100kΩ i 10MΩ, sydd yn aneglur dros dro.
Dyma'r rhagofalon sylfaenol wrth fesur y crychdon switsio. Os nad yw chwiliedydd yr osgilosgop yn uniongyrchol agored i'r pwynt allbwn, dylid ei fesur gan ddefnyddio llinellau troellog neu geblau cyd-echelinol 50Ω.
Wrth fesur sŵn amledd uchel, mae band llawn yr osgilosgop fel arfer yn gannoedd o mega i lefel GHz. Mae eraill yr un fath â'r uchod. Efallai bod gan wahanol gwmnïau ddulliau profi gwahanol. Yn y pen draw, mae'n rhaid i chi wybod canlyniadau eich profion.
Ynglŷn ag osgilosgop:
Ni all rhai osgilosgopau digidol fesur crychdonnau'n gywir oherwydd ymyrraeth a dyfnder storio. Ar hyn o bryd, dylid disodli'r osgilosgop. Weithiau, er mai dim ond degau o mega yw lled band yr hen osgilosgop efelychu, mae'r perfformiad yn well na'r osgilosgop digidol.
Atal crychdonnau pŵer newid
Ar gyfer crychdonnau newid, yn ddamcaniaethol ac yn bodoli mewn gwirionedd. Mae tair ffordd i'w hatal neu eu lleihau:
1. Cynyddu'r anwythiad a'r hidlo cynhwysydd allbwn
Yn ôl fformiwla'r cyflenwad pŵer newid, mae maint amrywiad y cerrynt a gwerth anwythiad yr anwythiad anwythol yn dod yn gyfrannol wrthdro, ac mae'r crychdonnau allbwn a'r cynwysyddion allbwn yn gyfrannol wrthdro. Felly, gall cynyddu cynwysyddion trydanol ac allbwn leihau'r crychdonnau.
Y llun uchod yw tonffurf y cerrynt yn yr anwythydd cyflenwad pŵer newid L. Gellir cyfrifo ei gerrynt crychlyd △i o'r fformiwla ganlynol:
Gellir gweld y gall cynyddu gwerth L neu gynyddu'r amledd newid leihau'r amrywiadau cerrynt yn yr anwythiad.
Yn yr un modd, y berthynas rhwng crychdonnau allbwn a chynwysyddion allbwn: VRIPPLE = IMAX/(CO × F). Gellir gweld y gall cynyddu gwerth y cynhwysydd allbwn leihau'r crychdonnau.
Y dull arferol yw defnyddio cynwysyddion electrolytig alwminiwm ar gyfer y cynhwysedd allbwn i gyflawni'r pwrpas o gapasiti mawr. Fodd bynnag, nid yw cynwysyddion electrolytig yn effeithiol iawn wrth atal sŵn amledd uchel, ac mae ESR yn gymharol fawr, felly bydd cynhwysydd ceramig yn cael ei gysylltu wrth ei ymyl i wneud iawn am y diffyg cynwysyddion electrolytig alwminiwm.
Ar yr un pryd, pan fydd y cyflenwad pŵer yn gweithio, nid yw foltedd VIN y derfynell fewnbwn wedi newid, ond mae'r cerrynt yn newid gyda'r switsh. Ar yr adeg hon, nid yw'r cyflenwad pŵer mewnbwn yn darparu cerrynt da, fel arfer ger y derfynell fewnbwn cerrynt (gan gymryd y math bwc fel enghraifft, mae ger y Switsh), ac mae'r cynhwysedd yn cysylltu i ddarparu cerrynt.
Ar ôl cymhwyso'r gwrthfesur hwn, dangosir y cyflenwad pŵer switsh Buck yn y ffigur isod:
Mae'r dull uchod wedi'i gyfyngu i leihau crychdonnau. Oherwydd y terfyn cyfaint, ni fydd yr anwythiad yn fawr iawn; mae'r cynhwysydd allbwn yn cynyddu i ryw raddau, ac nid oes unrhyw effaith amlwg ar leihau'r crychdonnau; bydd cynnydd yr amledd newid yn cynyddu'r golled newid. Felly pan fo'r gofynion yn llym, nid yw'r dull hwn yn dda iawn.
Am egwyddorion newid cyflenwad pŵer, gallwch gyfeirio at wahanol fathau o lawlyfrau dylunio pŵer newid.
2. Hidlo dwy lefel yw ychwanegu hidlwyr LC lefel gyntaf
Mae effaith ataliol yr hidlydd LC ar y crychdonnau sŵn yn gymharol amlwg. Yn ôl yr amledd crychdonnau i'w dynnu, dewiswch y cynhwysydd anwythydd priodol i ffurfio'r gylched hidlo. Yn gyffredinol, gall leihau'r crychdonnau'n dda. Yn yr achos hwn, mae angen i chi ystyried pwynt samplu'r foltedd adborth. (Fel y dangosir isod)
Dewisir y pwynt samplu cyn yr hidlydd LC (PA), a bydd y foltedd allbwn yn cael ei leihau. Gan fod gan unrhyw anwythiad wrthwynebiad DC, pan fydd allbwn cerrynt, bydd gostyngiad foltedd yn yr anwythiad, gan arwain at ostyngiad yn foltedd allbwn y cyflenwad pŵer. Ac mae'r gostyngiad foltedd hwn yn newid gyda'r cerrynt allbwn.
Dewisir y pwynt samplu ar ôl yr hidlydd LC (PB), fel bod y foltedd allbwn yn cyfateb i'r foltedd yr ydym ei eisiau. Fodd bynnag, cyflwynir anwythiant a chynhwysydd y tu mewn i'r system bŵer, a all achosi ansefydlogrwydd system.
3. Ar ôl allbwn y cyflenwad pŵer newid, cysylltwch hidlo LDO
Dyma'r ffordd fwyaf effeithiol o leihau tonnau a sŵn. Mae'r foltedd allbwn yn gyson ac nid oes angen newid y system adborth wreiddiol, ond dyma hefyd y ffordd fwyaf cost-effeithiol a'r defnydd pŵer uchaf.
Mae gan unrhyw LDO ddangosydd: cymhareb atal sŵn. Mae'n gromlin amledd-DB, fel y dangosir yn y ffigur isod yw cromlin LT3024 LT3024.
Ar ôl LDO, mae'r crychdonnau newid fel arfer islaw 10mV. Mae'r ffigur canlynol yn gymhariaeth o'r crychdonnau cyn ac ar ôl LDO:
O'i gymharu â chromlin y ffigur uchod a'r donffurf ar y chwith, gellir gweld bod effaith ataliol LDO yn dda iawn ar gyfer y tonnau newid o gannoedd o KHz. Ond o fewn ystod amledd uchel, nid yw effaith yr LDO mor ddelfrydol.
Lleihau crychdonnau. Mae gwifrau PCB y cyflenwad pŵer newid hefyd yn hanfodol. Ar gyfer sŵn amledd uchel, oherwydd amledd uchel, er bod gan y hidlo ôl-gam effaith benodol, nid yw'r effaith yn amlwg. Mae astudiaethau arbennig yn hyn o beth. Y dull symlaf yw bod ar y deuod a'r cynhwysedd C neu RC, neu gysylltu'r anwythiad mewn cyfres.
Mae'r ffigur uchod yn gylched gyfwerth o'r deuod gwirioneddol. Pan fydd y deuod yn gyflym, rhaid ystyried paramedrau parasitig. Yn ystod adferiad gwrthdro'r deuod, mae'r anwythiad cyfwerth a'r capasiti cyfwerth yn dod yn osgiliadur RC, gan gynhyrchu osgiliad amledd uchel. Er mwyn atal yr osgiliad amledd uchel hwn, mae angen cysylltu capasiti C neu rwydwaith byffer RC ar ddau ben y deuod. Mae'r gwrthiant fel arfer yn 10Ω-100 ω, a'r capasiti yw 4.7PF-2.2NF.
Gellir pennu'r cynhwysedd C neu RC ar y deuod C neu RC trwy brofion dro ar ôl tro. Os na chaiff ei ddewis yn iawn, bydd yn achosi osgiliad mwy difrifol.
Amser postio: Gorff-08-2023
