Причины пульсаций и шума в импульсных источниках питания
Выход импульсного источника питания не представляет собой чистое напряжение постоянного тока, а содержит некоторые компоненты переменного тока, что вызвано пульсациями и шумом. Пульсации — это колебания выходного постоянного напряжения, связанные с коммутационным действием импульсного источника питания. Во время каждого процесса открытия и закрытия электрическая энергия «перекачивается» от входного конца к выходному концу, образуя процесс зарядки и разрядки, что приводит к колебаниям выходного напряжения с той же частотой, что и частота переключения. Пульсирующее напряжение представляет собой размах между пиком и минимумом пульсации. Его размер связан с емкостью и качеством входного и выходного конденсаторов импульсного источника питания.
Существует две причины шума: одна создается самим импульсным источником питания; другой - это внешние помехи электромагнитного поля (EMI), которые могут проникать в импульсный источник питания через излучение или вводить импульсный источник питания через линию электропередачи.
Шум, генерируемый самим импульсным источником питания, представляет собой последовательность высокочастотных импульсов, вызванную резкими импульсами, генерируемыми в момент включения и выключения ключа. Его еще называют шумом переключения. Частота последовательности шумовых импульсов значительно превышает частоту переключения, а шумовое напряжение равно ее размаху. Амплитуда шумового напряжения во многом связана с топологией импульсного источника питания, паразитным состоянием в схеме и конструкцией печатной платы.
Используйте осциллограф, чтобы увидеть формы пульсаций и шума. Частота пульсаций такая же, как частота переключающей трубки, а частота шума в два раза превышает частоту переключающей трубки. Сумма размаха пульсирующего напряжения и размаха шумового напряжения представляет собой напряжение пульсаций и шума, единицей измерения которого является мВпик-пик.
Методы измерения пульсаций и шума
Пульсации и шумовое напряжение являются одними из основных рабочих параметров импульсных источников питания, поэтому вопрос их точного измерения является очень важным вопросом. Современный метод измерения пульсаций и шумового напряжения заключается в использовании широкополосного осциллографа, который может точно измерять значения пульсаций и шумового напряжения.
Поскольку существует множество типов импульсных источников питания (с различной топологией, рабочей частотой, выходной мощностью, разными техническими требованиями и т. д.), все производители используют осциллографические методы измерения. Только измерительные приборы не совсем одинаковы. Поэтому у каждого производителя разные требования к разным импульсным блокам питания. Все измерения имеют свои стандарты, а именно корпоративные стандарты.
Блок-схема установки для измерения пульсаций и шума осциллографом. Он состоит из тестируемого импульсного источника питания, нагрузки, осциллографа и измерительных соединений. На некоторых измерительных устройствах также приварены индукторы, конденсаторы, резисторы и другие компоненты.
