Kā atrisināt pārslēgšanas barošanas avota troksni
Izslēgts, mazs izmērs, zemas izmaksas un augsta efektivitāte padara to par lielisku vērtību.
Tomēr tā lielākais trūkums ir augsts izvades troksnis augsto pārslēgšanās pāreju dēļ. Tieši šis trūkums neļauj tos izmantot augstas veiktspējas analogajās shēmās, kuras galvenokārt darbina lineāri regulatori.
Tomēr ir pierādīts, ka daudzās lietojumprogrammās pareizi filtrēts komutācijas pārveidotājs var aizstāt lineāro regulatoru, lai radītu zemu trokšņa līmeni.
Tāpēc ir nepieciešams izveidot optimizētu un slāpētu daudzpakāpju filtru, lai novērstu pārslēgšanas jaudas pārveidotāja izejas troksni.
Šī raksta shēmas piemērā tiks izmantots pastiprināšanas pārveidotājs, taču rezultātus var tieši pielietot jebkuram līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotājam. 1. attēlā parādītas pastiprināšanas pārveidotāja pamata viļņu formas pastāvīgās strāvas režīmā (CCM).
1. attēls. Pastiprināšanas pārveidotāja pamata sprieguma un strāvas viļņu formas
Izvades filtrs ir svarīgs pastiprināšanas topoloģijai vai jebkurai citai topoloģijai ar pārtraukuma strāvas režīmu, jo slēdža B strāvai ir strauji pieauguma un krituma laiki. Tā rezultātā ierosmes slēdžos, izkārtojumā un izvades kondensatoros rodas parazitāra induktivitāte. Rezultāts ir tāds, ka faktiskā lietošanā izejas viļņu forma izskatās vairāk kā 2. attēls, nevis 1. attēls, pat ja ir labs izkārtojums un keramikas izejas kondensatori.
2. Tipiskas izmērītās pastiprināšanas pārveidotāja viļņu formas DCM
Pārslēgšanas pulsācija (pārslēgšanas frekvence) kondensatora lādiņa izmaiņu dēļ ir ļoti maza, salīdzinot ar neslāpētu izejas slēdža zvana signālu, turpmāk sauktu par izejas troksni. Parasti šis izejas troksnis svārstās no 10 MHz līdz vairāk nekā 100 MHz, ievērojami pārsniedzot vairuma keramikas izvades kondensatoru pašrezonanses frekvenci. Tāpēc papildu kapacitātes pievienošana neko daudz nedod trokšņa slāpēšanai.
Ir arī daudz veidu filtri, kas piemēroti šīs izvades filtrēšanai. Mēs izskaidrosim katru filtru un soli pa solim sniegsim dizainu.
Šajā rakstā esošās formulas nav stingras, un ir veikti daži pamatoti pieņēmumi, lai šīs formulas zināmā mērā vienkāršotu. Joprojām ir nepieciešamas dažas iterācijas, jo katrs komponents ietekmē pārējo komponentu vērtības.
ADIsimPower projektēšanas rīks novērš šo problēmu, izmantojot linearizācijas formulu komponentu vērtībām (piemēram, izmaksām vai izmēram), lai optimizētu pirms komponentu faktiskās atlases, un pēc tam optimizētu izvadi pēc faktisko komponentu atlases no tūkstošiem ierīču datu bāzes. Taču šāds sarežģītības līmenis nav nepieciešams, sākot ar dizainu. Izmantojot sniegtos aprēķinus, izmantojot SIMPLIS simulatoru, piemēram, bezmaksas ADIsimPE™, vai pavadot kādu laiku pie laboratorijas stenda, jūs varat iegūt apmierinošu dizainu ar minimālu piepūli.
