მშრალი საქონელი | ერთი სტატია იღებს გადართვის სიმძლავრის ტალღის გენერაციას, გაზომვას და ჩახშობას

გადართვის სიმძლავრის ტალღური ...

გადამრთველის გადართვისას, ინდუქციურობაში დენი L ასევე მერყეობს ზემოთ და ქვემოთ გამომავალი დენის ვალიდური მნიშვნელობის დროს. შესაბამისად, გამოსასვლელ ბოლოში ასევე იქნება ტალღა, რომელიც იგივე სიხშირის იქნება, რაც გადამრთველს. როგორც წესი, ტალღის ტალღები ამას ეხება, რაც დაკავშირებულია გამომავალი კონდენსატორის ტევადობასთან და ESR-თან. ამ ტალღის სიხშირე იგივეა, რაც გადართვის კვების წყაროს, ათეულებიდან ასობით კჰც-მდე დიაპაზონით.

გარდა ამისა, კომუტატორი, როგორც წესი, იყენებს ბიპოლარულ ტრანზისტორებს ან MOSFET-ებს. რომელიც არ უნდა იყოს, ჩართვისა და გამორთვის შემდეგ, წრედში იქნება აღმავალი და დაღმავალი დრო. ამ დროს, წრედში არ იქნება ხმაური, რომელიც იგივე იქნება, რაც კომუტატორის აღმავალი და დაღმავალი დროის ზრდის დრო, ან რამდენჯერმე, და ზოგადად ათობით MHz-ია. ანალოგიურად, დიოდი D უკუ აღდგენის რეჟიმშია. ეკვივალენტური წრედი არის წინააღმდეგობის კონდენსატორებისა და ინდუქტორების სერია, რომელიც იწვევს რეზონანსს, ხოლო ხმაურის სიხშირე ათობით MHz-ია. ამ ორ ხმაურს ზოგადად მაღალი სიხშირის ხმაურს უწოდებენ და ამპლიტუდა, როგორც წესი, გაცილებით დიდია, ვიდრე ტალღა.

თუ ეს ცვლადი/მუდმივი დენის გადამყვანია, ზემოთ ჩამოთვლილი ორი ტალღის (ხმაურის) გარდა, არსებობს ცვლადი დენის ხმაურიც. სიხშირე არის შემავალი ცვლადი დენის წყაროს სიხშირე, დაახლოებით 50-60 ჰერცი. ასევე არსებობს კო-რეჟიმის ხმაური, რადგან ბევრი გადართვის დენის წყაროს კვების მოწყობილობა გარსს რადიატორად იყენებს, რაც ეკვივალენტურ ტევადობას წარმოქმნის.

გადართვის სიმძლავრის ტალღების გაზომვა

ძირითადი მოთხოვნები:

ოსცილოსკოპის AC-თან შეერთება

20MHz გამტარუნარიანობის ლიმიტი

გამორთეთ ზონდის დამიწების მავთული

1. AC შეერთება გულისხმობს სუპერპოზიციური DC ძაბვის მოხსნას და ზუსტი ტალღის ფორმის მიღებას.

2. 20MHz გამტარობის ლიმიტის გახსნა მაღალი სიხშირის ხმაურის ჩარევისა და შეცდომის თავიდან ასაცილებლადაა საჭირო. რადგან მაღალი სიხშირის კომპოზიციის ამპლიტუდა დიდია, ის გაზომვისას უნდა მოიხსნას.

3. გამორთეთ ოსცილოსკოპის ზონდის დამიწების კლიპი და ჩარევის შესამცირებლად გამოიყენეთ დამიწების გაზომვის მეთოდი. ბევრ განყოფილებას არ აქვს დამიწების რგოლები. თუმცა, მისი შესაბამისობის შეფასებისას გაითვალისწინეთ ეს ფაქტორი.

კიდევ ერთი საკითხია 50Ω ტერმინალის გამოყენება. ოსცილოსკოპის ინფორმაციის თანახმად, 50Ω მოდული განკუთვნილია მუდმივი დენის კომპონენტის მოსახსნელად და ცვლადი დენის კომპონენტის ზუსტად გასაზომად. თუმცა, ასეთი სპეციალური ზონდებით აღჭურვილი ოსცილოსკოპი ცოტაა. უმეტეს შემთხვევაში, გამოიყენება 100kΩ-დან 10MΩ-მდე ზონდები, რაც დროებით გაურკვეველია.

ზემოთ მოცემულია ძირითადი სიფრთხილის ზომები გადართვის ტალღის გაზომვისას. თუ ოსცილოსკოპის ზონდი პირდაპირ არ არის დაკავშირებული გამომავალ წერტილთან, ის უნდა გაიზომოს დაგრეხილი ხაზებით ან 50Ω კოაქსიალური კაბელებით.

მაღალი სიხშირის ხმაურის გაზომვისას, ოსცილოსკოპის სრული დიაპაზონი, როგორც წესი, ასობით მეგა-დან გჰც-მდე დონეა. სხვები ზემოთ აღწერილის იდენტურია. შესაძლოა, სხვადასხვა კომპანიას განსხვავებული ტესტირების მეთოდები ჰქონდეს. საბოლოო ჯამში, თქვენ უნდა იცოდეთ თქვენი ტესტის შედეგები.

ოსცილოსკოპის შესახებ:

ზოგიერთი ციფრული ოსცილოსკოპი ვერ ზომავს ტალღებს სწორად ჩარევისა და შენახვის სიღრმის გამო. ამ დროს ოსცილოსკოპი უნდა შეიცვალოს. ზოგჯერ, მიუხედავად იმისა, რომ ძველი სიმულაციური ოსცილოსკოპის გამტარობა მხოლოდ ათობით მეგაბაიტია, მისი მუშაობა უკეთესია, ვიდრე ციფრული ოსცილოსკოპის.

გადართვის სიმძლავრის ტალღების დათრგუნვა

გადართვის ტალღები თეორიულად და რეალურად არსებობს. მისი ჩახშობის ან შემცირების სამი გზა არსებობს:

1. ინდუქციურობისა და გამომავალი კონდენსატორის ფილტრაციის გაზრდა

გადართვის კვების წყაროს ფორმულის მიხედვით, ინდუქციური ინდუქციის დენის რყევის ზომა და ინდუქციური ინდუქციის მნიშვნელობა უკუპროპორციული ხდება, ხოლო გამომავალი ტალღები და გამომავალი კონდენსატორები უკუპროპორციულია. შესაბამისად, ელექტრული და გამომავალი კონდენსატორების რაოდენობის გაზრდამ შეიძლება შეამციროს ტალღები.

ზემოთ მოცემულ სურათზე გამოსახულია დენის ტალღური ფორმა გადართვის კვების წყაროს ინდუქტორში L. მისი ტალღური დენის △ i გამოთვლა შესაძლებელია შემდეგი ფორმულით:

ჩანს, რომ L მნიშვნელობის გაზრდამ ან გადართვის სიხშირის გაზრდამ შეიძლება შეამციროს ინდუქციურობაში დენის რყევები.

ანალოგიურად, გამომავალი ტალღების სიხშირისა და გამომავალი კონდენსატორების ურთიერთკავშირი შემდეგია: VRIPPLE = IMAX/(CO × F). ჩანს, რომ გამომავალი კონდენსატორის მნიშვნელობის გაზრდამ შეიძლება შეამციროს ტალღები.

დიდი ტევადობის მისაღწევად, გამომავალი ტევადობისთვის ჩვეულებრივი მეთოდია ალუმინის ელექტროლიტური კონდენსატორების გამოყენება. თუმცა, ელექტროლიტური კონდენსატორები არ არიან ძალიან ეფექტური მაღალი სიხშირის ხმაურის ჩახშობაში და ედს-ი შედარებით დიდია, ამიტომ ალუმინის ელექტროლიტური კონდენსატორების ნაკლებობის კომპენსირებისთვის, მათ გვერდით კერამიკული კონდენსატორი უნდა იყოს შეერთებული.

ამავდროულად, როდესაც კვების წყარო მუშაობს, შეყვანის ტერმინალის ძაბვა VIN უცვლელია, მაგრამ დენი იცვლება გადამრთველის მიხედვით. ამ დროს, შეყვანის კვების წყარო არ უზრუნველყოფს დენის ჭაბურღილს, როგორც წესი, დენის შეყვანის ტერმინალთან ახლოს (მაგალითად, ბაკის ტიპის შემთხვევაში, ის გადამრთველის მახლობლად მდებარეობს) და აკავშირებს ტევადობას დენის უზრუნველსაყოფად.

ამ კონტრზომის გამოყენების შემდეგ, Buck-ის გადამრთველის კვების წყარო ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში:

ზემოაღნიშნული მიდგომა შემოიფარგლება ტალღების შემცირებით. მოცულობის შეზღუდვის გამო, ინდუქციურობა არ იქნება ძალიან დიდი; გამომავალი კონდენსატორი გარკვეულწილად იზრდება და ტალღების შემცირებაზე აშკარა გავლენა არ არის; გადართვის სიხშირის ზრდა გაზრდის გადამრთველის დანაკარგებს. ამიტომ, როდესაც მოთხოვნები მკაცრია, ეს მეთოდი არც თუ ისე კარგია.

გადართვის დენის წყაროს პრინციპებისთვის შეგიძლიათ იხილოთ გადართვის დენის დიზაინის სხვადასხვა ტიპის სახელმძღვანელოები.

2. ორდონიანი ფილტრაცია გულისხმობს პირველი დონის LC ფილტრების დამატებას.

LC ფილტრის ხმაურის ტალღურ ტალღებზე დამთრგუნველი ეფექტი შედარებით აშკარაა. მოსახსნელი ტალღური სიხშირის მიხედვით, ფილტრის წრედის ფორმირებისთვის შეარჩიეთ შესაბამისი ინდუქტორული კონდენსატორი. ზოგადად, მას შეუძლია ტალღური ტალღების კარგად შემცირება. ამ შემთხვევაში, თქვენ უნდა გაითვალისწინოთ უკუკავშირის ძაბვის შერჩევის წერტილი. (როგორც ქვემოთ არის ნაჩვენები)

შერჩევის წერტილი შეირჩევა LC ფილტრის (PA) წინ და გამომავალი ძაბვა შემცირდება. რადგან ნებისმიერ ინდუქციას აქვს DC წინააღმდეგობა, როდესაც გამომავალ დენზე გადის, ინდუქციაში ძაბვის ვარდნა იქნება, რაც გამოიწვევს კვების წყაროს გამომავალი ძაბვის შემცირებას. და ეს ძაბვის ვარდნა იცვლება გამომავალი დენის ცვალებადობასთან ერთად.

სინჯის აღების წერტილი შეირჩევა LC ფილტრის (PB) შემდეგ, ისე, რომ გამომავალი ძაბვა იყოს ჩვენთვის სასურველი ძაბვა. თუმცა, ენერგოსისტემაში შეჰყავთ ინდუქციური და კონდენსატორი, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სისტემის არასტაბილურობა.

3. გადართვის დენის წყაროს გამომავალი სიგნალის შემდეგ, შეაერთეთ LDO ფილტრაცია

ეს ტალღებისა და ხმაურის შესამცირებლად ყველაზე ეფექტური გზაა. გამომავალი ძაბვა მუდმივია და არ საჭიროებს ორიგინალური უკუკავშირის სისტემის შეცვლას, თუმცა ის ასევე ყველაზე ეკონომიური და ყველაზე მაღალი ენერგომოხმარების მქონეა.

ნებისმიერ LDO-ს აქვს ინდიკატორი: ხმაურის ჩახშობის კოეფიციენტი. ეს არის სიხშირე-DB მრუდი, როგორც ქვემოთ მოცემულ ფიგურაზეა ნაჩვენები, არის LT3024 LT3024-ის მრუდი.

LDO-ს შემდეგ, გადართვის ტალღური ტალღა, როგორც წესი, 10 მვ-ზე ნაკლებია. ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში LDO-მდე და მის შემდეგ ტალღური ტალღების შედარებაა ნაჩვენები:

ზემოთ მოცემულ ფიგურაზე მოცემულ მრუდთან და მარცხნივ მოცემულ ტალღურ ფორმასთან შედარებით, ჩანს, რომ LDO-ს დამთრგუნველი ეფექტი ძალიან კარგია ასობით კჰც-ის გადართვის ტალღებისთვის. თუმცა, მაღალი სიხშირის დიაპაზონში LDO-ს ეფექტი არც ისე იდეალურია.

ტალღების შემცირება. გადართვის კვების წყაროს PCB გაყვანილობა ასევე კრიტიკულად მნიშვნელოვანია. მაღალი სიხშირის ხმაურისთვის, მაღალი სიხშირის დიდი სიხშირის გამო, მიუხედავად იმისა, რომ პოსტ-საფეხურიან ფილტრაციას გარკვეული ეფექტი აქვს, ეფექტი აშკარა არ არის. ამ მხრივ არსებობს სპეციალური კვლევები. მარტივი მიდგომაა დიოდსა და C ან RC ტევადობაზე ყოფნა, ან ინდუქციურობის მიმდევრობით შეერთება.

ზემოთ მოცემული ფიგურა წარმოადგენს რეალური დიოდის ეკვივალენტურ სქემას. როდესაც დიოდი მაღალსიჩქარიანია, პარაზიტული პარამეტრები უნდა იქნას გათვალისწინებული. დიოდის უკუ აღდგენის დროს, ეკვივალენტური ინდუქციურობა და ეკვივალენტური ტევადობა გარდაიქმნება RC ოსცილატორად, რაც წარმოქმნის მაღალი სიხშირის რხევას. ამ მაღალი სიხშირის რხევის ჩასახშობად, აუცილებელია დიოდის ორივე ბოლოში C ტევადობის ან RC ბუფერული ქსელის შეერთება. წინააღმდეგობა ზოგადად არის 10Ω-100 ω, ხოლო ტევადობაა 4.7PF-2.2NF.

დიოდ C-ზე ან RC-ზე ტევადობის C ან RC განსაზღვრა შესაძლებელია განმეორებითი ტესტებით. თუ ის სწორად არ იქნება შერჩეული, ეს გამოიწვევს უფრო ძლიერ რხევას.