Kiwimbi cha nguvu cha kugeuza hakiwezi kuepukika.Kusudi letu kuu ni kupunguza ripple ya pato hadi kiwango kinachoweza kuvumiliwa.Suluhisho la msingi zaidi la kufikia lengo hili ni kuzuia kizazi cha ripples.Kwanza kabisa na sababu.
Kwa swichi ya SWITCH, mkondo wa sasa katika inductance L pia hubadilika juu na chini kwa thamani halali ya sasa ya pato.Kwa hivyo, pia kutakuwa na ripple ambayo ni frequency sawa na Badilisha kwenye mwisho wa matokeo.Kwa ujumla, ripples ya riber hurejelea hii, ambayo inahusiana na uwezo wa capacitor ya pato na ESR.Mzunguko wa ripple hii ni sawa na usambazaji wa umeme wa kubadili, na safu ya makumi hadi mamia ya kHz.
Kwa kuongeza, Switch kwa ujumla hutumia transistors za bipolar au MOSFETs.Haijalishi ni ipi, kutakuwa na wakati wa kupanda na kupungua wakati itawashwa na kufa.Kwa wakati huu, hakutakuwa na kelele katika sakiti ambayo ni sawa na wakati wa kuongeza kama wakati wa kupungua kwa Kubadilisha kuongezeka, au mara chache, na kwa ujumla ni makumi ya MHz.Vile vile, diode D iko katika kurejesha nyuma.Mzunguko sawa ni mfululizo wa capacitors ya upinzani na inductors, ambayo itasababisha resonance, na mzunguko wa kelele ni makumi ya MHz.Kelele hizi mbili kwa ujumla huitwa sauti ya juu-frequency, na amplitude kawaida ni kubwa zaidi kuliko ripple.
Ikiwa ni kigeuzi cha AC / DC, pamoja na ripples mbili hapo juu (kelele), pia kuna kelele ya AC.Mzunguko ni mzunguko wa uingizaji wa umeme wa AC, kuhusu 50-60Hz.Pia kuna kelele ya hali ya ushirikiano, kwa sababu kifaa cha nguvu cha usambazaji wa nguvu nyingi hutumia shell kama radiator, ambayo hutoa uwezo sawa.
Kipimo cha kubadili viwimbi vya nguvu
Mahitaji ya kimsingi:
Kuunganishwa na oscilloscope AC
Kikomo cha kipimo data cha 20MHz
Chomoa waya wa ardhini wa probe
1. AC coupling ni kuondoa superposition DC voltage na kupata waveform sahihi.
2. Kufungua kikomo cha bandwidth ya 20MHz ni kuzuia kuingiliwa kwa kelele ya juu-frequency na kuzuia kosa.Kwa sababu amplitude ya utungaji wa juu-frequency ni kubwa, inapaswa kuondolewa wakati kipimo.
3. Chomoa klipu ya ardhini ya uchunguzi wa oscilloscope, na utumie kipimo cha kipimo cha ardhi ili kupunguza mwingiliano.Idara nyingi hazina pete za ardhi.Lakini fikiria jambo hili wakati wa kuhukumu ikiwa ina sifa.
Jambo lingine ni kutumia terminal ya 50Ω.Kwa mujibu wa maelezo ya oscilloscope, moduli ya 50Ω ni kuondoa sehemu ya DC na kupima kwa usahihi sehemu ya AC.Walakini, kuna oscilloscopes chache zilizo na probe maalum kama hizo.Mara nyingi, matumizi ya probes kutoka 100kΩ hadi 10MΩ hutumiwa, ambayo haijulikani kwa muda.
Hapo juu ni tahadhari za msingi wakati wa kupima ripple ya kubadili.Ikiwa uchunguzi wa oscilloscope haujafichuliwa moja kwa moja kwenye sehemu ya kutoa, unapaswa kupimwa kwa mistari iliyopotoka au nyaya za koaksia 50Ω.
Wakati wa kupima kelele ya juu-frequency, bendi kamili ya oscilloscope kwa ujumla ni mamia ya kiwango cha mega hadi GHz.Wengine ni sawa na hapo juu.Labda makampuni tofauti yana mbinu tofauti za mtihani.Katika uchambuzi wa mwisho, lazima ujue matokeo yako ya mtihani.
Kuhusu oscilloscope
Baadhi ya oscilloscope ya dijiti haiwezi kupima viwimbi kwa usahihi kutokana na kuingiliwa na kina cha kuhifadhi.Kwa wakati huu, oscilloscope inapaswa kubadilishwa.Wakati mwingine ingawa kipimo data cha uigaji cha oscilloscope ni makumi ya mega tu, utendakazi ni bora kuliko oscilloscope ya dijiti.
Uzuiaji wa viwimbi vya umeme vya kubadili
Kwa ajili ya kubadili ripples, kinadharia na kwa kweli kuwepo.Kuna njia tatu za kukandamiza au kupunguza:
1. Kuongeza inductance na pato capacitor filtering
Kulingana na fomula ya ugavi wa umeme wa kubadili, saizi ya sasa ya kushuka kwa thamani na thamani ya inductance ya inductance inductive inakuwa sawia, na ripples pato na capacitors pato ni kinyume sawia.Kwa hiyo, kuongeza capacitors ya umeme na pato inaweza kupunguza ripples.
Picha iliyo hapo juu ni muundo wa mawimbi wa sasa katika kibadilishaji cha usambazaji wa umeme cha L. Mzunguko wake wa mkondo △ unaweza kukokotwa kutoka kwa fomula ifuatayo:
Inaweza kuonekana kuwa kuongeza thamani ya L au kuongeza mzunguko wa kubadili kunaweza kupunguza mabadiliko ya sasa katika inductance.
Vile vile, uhusiano kati ya ripples pato na capacitors pato: VRIPPLE = IMAX/(CO × F).Inaweza kuonekana kuwa kuongeza thamani ya capacitor ya pato kunaweza kupunguza ripple.
Njia ya kawaida ni kutumia capacitors alumini electrolytic kwa capacitance pato kufikia madhumuni ya uwezo mkubwa.Hata hivyo, capacitors electrolytic si nzuri sana katika kukandamiza high-frequency kelele, na ESR ni kiasi kikubwa, hivyo itaunganisha capacitor kauri karibu nayo ili kufanya upungufu wa capacitors electrolytic alumini.
Wakati huo huo, wakati ugavi wa umeme unafanya kazi, VIN ya voltage ya terminal ya pembejeo haibadilika, lakini mabadiliko ya sasa na kubadili.Kwa wakati huu, usambazaji wa umeme wa pembejeo hautoi kisima cha sasa, kwa kawaida karibu na terminal ya sasa ya kuingiza (kuchukua aina ya pesa kama mfano, iko karibu na Swichi), na huunganisha uwezo wa kutoa mkondo.
Baada ya kutumia hatua hii ya kukabiliana, usambazaji wa umeme wa kubadili Buck umeonyeshwa kwenye takwimu hapa chini:
Mbinu hapo juu ni mdogo kwa kupunguza ripples.Kwa sababu ya kikomo cha kiasi, inductance haitakuwa kubwa sana;capacitor ya pato huongezeka kwa kiwango fulani, na hakuna athari dhahiri katika kupunguza ripples;ongezeko la mzunguko wa kubadili itaongeza kupoteza kwa kubadili.Kwa hiyo wakati mahitaji ni kali, njia hii si nzuri sana.
Kwa kanuni za kubadili ugavi wa umeme, unaweza kurejelea aina mbalimbali za kubadili miongozo ya kubuni nguvu.
2. Uchujaji wa ngazi mbili ni kuongeza vichujio vya LC vya kiwango cha kwanza
Athari ya kizuizi cha kichungi cha LC kwenye ripple ya kelele ni dhahiri.Kulingana na mzunguko wa ripple wa kuondolewa, chagua capacitor inductor inayofaa ili kuunda mzunguko wa chujio.Kwa ujumla, inaweza kupunguza ripples vizuri.Katika kesi hii, unahitaji kuzingatia hatua ya sampuli ya voltage ya maoni.(Kama inavyoonyeshwa hapa chini)
Hatua ya sampuli huchaguliwa kabla ya chujio cha LC (PA), na voltage ya pato itapungua.Kwa sababu inductance yoyote ina upinzani wa DC, wakati kuna pato la sasa, kutakuwa na kushuka kwa voltage katika inductance, na kusababisha kupungua kwa voltage ya pato la umeme.Na kushuka kwa voltage hii hubadilika na sasa ya pato.
Hatua ya sampuli imechaguliwa baada ya chujio cha LC (PB), ili voltage ya pato ni voltage tunayotaka.Walakini, inductance na capacitor huletwa ndani ya mfumo wa nguvu, ambayo inaweza kusababisha kutokuwa na utulivu wa mfumo.
3. Baada ya pato la usambazaji wa umeme wa kubadili, unganisha kuchuja kwa LDO
Hii ndiyo njia bora zaidi ya kupunguza mawimbi na kelele.Voltage ya pato ni mara kwa mara na haina haja ya kubadilisha mfumo wa awali wa maoni, lakini pia ni ya gharama nafuu zaidi na matumizi ya juu ya nguvu.
LDO yoyote ina kiashiria: uwiano wa kukandamiza kelele.Ni mkunjo wa DB, kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini ni mkunjo wa LT3024 LT3024.
Baada ya LDO, ripple ya kubadili kwa ujumla iko chini ya 10mV.Kielelezo kifuatacho ni kulinganisha kwa viwimbi kabla na baada ya LDO:
Ikilinganishwa na mkunjo wa kielelezo hapo juu na muundo wa wimbi upande wa kushoto, inaweza kuonekana kuwa athari ya kuzuia LDO ni nzuri sana kwa viwimbi vya kugeuza vya mamia ya KHz.Lakini ndani ya masafa ya juu, athari za LDO sio bora sana.
Kupunguza mawimbi.Wiring ya PCB ya usambazaji wa umeme wa kubadili pia ni muhimu.Kwa kelele ya juu-frequency, kutokana na mzunguko mkubwa wa mzunguko wa juu, ingawa kuchuja baada ya hatua kuna athari fulani, athari si dhahiri.Kuna masomo maalum katika suala hili.Njia rahisi ni kuwa kwenye diode na capacitance C au RC, au kuunganisha inductance katika mfululizo.
Takwimu hapo juu ni mzunguko sawa wa diode halisi.Wakati diode ni kasi ya juu, vigezo vya vimelea lazima zizingatiwe.Wakati wa kurejesha nyuma ya diode, inductance sawa na capacitance sawa ikawa oscillator ya RC, ikitoa oscillation ya juu-frequency.Ili kukandamiza oscillation hii ya juu-frequency, ni muhimu kuunganisha capacitance C au mtandao wa RC bafa kwenye ncha zote mbili za diode.Upinzani kwa ujumla ni 10Ω-100 ω, na uwezo ni 4.7PF-2.2NF.
Capacitance C au RC kwenye diode C au RC inaweza kuamua na vipimo vya mara kwa mara.Ikiwa haijachaguliwa vizuri, itasababisha oscillation kali zaidi.
Muda wa kutuma: Jul-08-2023