Причины пульсаций и шума в импульсных источниках питания
Выход импульсного источника питания не является чистым постоянным напряжением, но внутри присутствуют некоторые компоненты переменного тока, которые вызваны пульсациями и шумом. Пульсации — это колебания выходного постоянного напряжения, связанные с коммутационным действием импульсного источника питания. В каждом процессе открытия и закрытия электрическая энергия «перекачивается» от входного конца к выходному концу, образуя процесс зарядки и разрядки, что приводит к колебаниям выходного напряжения с частотой, аналогичной частоте переключателя. Пульсации напряжения — это размах пульсаций между пиками и впадинами, а его размер зависит от емкости и качества входных и выходных конденсаторов импульсного источника питания.
Существует две причины генерации шума: одна создается самим импульсным источником питания; Другой тип — это помехи от внешних электромагнитных полей (ЭМП), которые могут проникать в импульсный источник питания через излучение или вводиться через линии электропередачи.
Шум, создаваемый самим импульсным источником питания, представляет собой высокочастотную последовательность импульсов, вызванную резкими импульсами, генерируемыми в момент проведения и отключения переключателя, также известный как шум 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.
Форму пульсаций и шума можно увидеть с помощью осциллографа, как показано на рисунке 1. Частота пульсаций такая же, как частота трубки переключателя, а частота шума в два раза превышает частоту трубки переключателя. Сумма размахов пульсаций напряжения и напряжения шума представляет собой напряжение пульсаций и шума, выраженное в мВпик-пик.
Методы измерения пульсаций и шума
Пульсации и шумовое напряжение являются одними из основных параметров работы импульсных источников питания, поэтому вопрос их точного измерения является очень важным вопросом. В настоящее время метод измерения пульсаций и шумового напряжения заключается в использовании широкополосного осциллографа, который позволяет точно измерять значения пульсаций и шумового напряжения.
Из-за большого разнообразия импульсных источников питания (с разными топологиями, рабочими частотами, выходной мощностью и техническими требованиями) разные производители используют осциллографические методы измерения, причем измерительные приборы не совсем одинаковы. Поэтому на каждом заводе существует свой стандарт измерения различных импульсных источников питания, который является стандартом предприятия.
Структурная схема устройства измерения пульсаций и шума с помощью осциллографа представлена на рисунке 2. Оно состоит из проверяемого коммутатора источника питания, нагрузки, осциллографа и измерительной проводки. Некоторые измерительные устройства также имеют припаянные к ним компоненты, такие как катушки индуктивности, конденсаторы и резисторы.
