Каковы причины пульсаций и шума регулируемого источника питания?
Выход импульсного источника питания не представляет собой чистое напряжение постоянного тока, но в нем присутствуют 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 включения и выключения электрическая энергия «перекачивается» от входного конца к выходному, образуя процесс зарядки и разрядки, что приводит к колебаниям выходного напряжения, а частота колебаний такая же, как и частота колебаний. частота переключения. Пульсации напряжения — это размах пульсаций между пиком и минимумом пульсаций, а его размер зависит от емкости и качества входного и выходного конденсаторов импульсного источника питания.
Причин шума две: одна создается самим импульсным источником питания; другой - это помехи (EMI) внешнего электромагнитного поля, 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 высокочастотную последовательность импульсов, которая вызвана резкими импульсами, возникающими в момент включения и выключения ключа, и также называется коммутационным шумом. Частота шумового всплеска значительно превышает частоту переключения, а шумовое напряжение равно его размаху. Амплитуда шумового напряжения во многом связана с топологией импульсного источника питания, паразитным состоянием в схеме и конструкцией печатной платы.
Формы пульсаций и шума можно увидеть с помощью осциллографа, как показано на рисунке 1. Частота пульсаций такая же, как у переключающей трубки, а частота шума в два раза выше, чем у переключающей трубки. Сумма размаха пульсаций напряжения и размаха напряжения шума 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 их точное измерение является очень важным вопросом. В настоящее время метод измерения пульсаций и шумового напряжения заключается в использовании широкополосного осциллографа, который может точно измерять значения пульсаций и шумового напряжения.
Из-за большого разнообразия импульсных источников питания (с различной топологией, рабочей частотой, выходной мощностью, разными техническими требованиями и т. д.) каждый производитель использует осциллографический метод измерения. Все измерения имеют свои стандарты, а именно корпоративные стандарты.
Структурная схема устройства измерения пульсаций и шума осциллографом представлена на рисунке 2. Оно состоит из испытуемого импульсного источника питания, нагрузки, осциллографа и измерительного соединения. В некоторых измерительных устройствах такие компоненты, как индуктивность или емкость и сопротивление, также сварены.
