सुका माल | एका लेखात स्विचिंग पॉवर रिपलची निर्मिती, मापन आणि दडपशाही मिळते

स्विचिंग पॉवर रिपल अपरिहार्य आहे. आउटपुट रिपल सहन करण्यायोग्य पातळीवर कमी करणे हा आमचा अंतिम उद्देश आहे. हा उद्देश साध्य करण्यासाठी सर्वात मूलभूत उपाय म्हणजे तरंगांची निर्मिती टाळणे. सर्व प्रथम आणि कारण.

SWITCH च्या स्विचसह, इंडक्टन्स L मधील प्रवाह देखील आउटपुट करंटच्या वैध मूल्यावर वर आणि खाली चढ-उतार होतो. त्यामुळे, आउटपुटच्या शेवटी स्विच सारखीच वारंवारता असणारी एक लहर देखील असेल. सामान्यतः, रिबरच्या लहरींचा संदर्भ असतो, जो आउटपुट कॅपेसिटर आणि ईएसआरच्या क्षमतेशी संबंधित असतो. या लहरीची वारंवारता दहा ते शेकडो kHz च्या श्रेणीसह स्विचिंग पॉवर सप्लाय सारखीच असते.

याव्यतिरिक्त, स्विच सामान्यतः द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर किंवा MOSFETs वापरतो. कोणताही असला तरी, तो चालू आणि मृत झाल्यावर वाढ आणि घट वेळ असेल. यावेळी, सर्किटमध्ये कोणताही आवाज होणार नाही जो स्विचच्या वाढत्या घटाच्या वेळेप्रमाणे किंवा काही वेळा वाढतो आणि साधारणपणे दहापट मेगाहर्ट्झचा असतो. त्याचप्रमाणे, डायोड डी रिव्हर्स रिकव्हरीमध्ये आहे. समतुल्य सर्किट हे प्रतिरोधक कॅपेसिटर आणि इंडक्टर्सची मालिका आहे, ज्यामुळे अनुनाद होईल आणि आवाज वारंवारता मेगाहर्ट्झच्या दहापट आहे. या दोन आवाजांना सामान्यतः उच्च-फ्रिक्वेंसी आवाज म्हणतात आणि मोठेपणा सामान्यतः लहरीपेक्षा खूप मोठा असतो.

जर ते एसी/डीसी कन्व्हर्टर असेल, तर वरील दोन रिपल्स (आवाज) व्यतिरिक्त, एसी आवाज देखील आहे. वारंवारता ही इनपुट एसी पॉवर सप्लायची वारंवारता आहे, सुमारे 50-60Hz. एक को-मोड आवाज देखील आहे, कारण अनेक स्विचिंग पॉवर सप्लायचे पॉवर डिव्हाइस रेडिएटर म्हणून शेल वापरते, जे समतुल्य कॅपेसिटन्स तयार करते.

स्विचिंग पॉवर रिपल्सचे मोजमाप

मूलभूत आवश्यकता:

ऑसिलोस्कोप एसी सह जोडणे

20MHz बँडविड्थ मर्यादा

प्रोबची ग्राउंड वायर अनप्लग करा

1.AC कपलिंग म्हणजे सुपरपोझिशन डीसी व्होल्टेज काढून टाकणे आणि अचूक वेव्हफॉर्म प्राप्त करणे.

2. 20MHz बँडविड्थ मर्यादा उघडणे म्हणजे उच्च-फ्रिक्वेंसी आवाजाचा हस्तक्षेप रोखणे आणि त्रुटी टाळणे. उच्च-फ्रिक्वेंसी कंपोझिशनचे मोठेपणा मोठे असल्यामुळे, ते मोजल्यावर काढले जावे.

3. ऑसिलोस्कोप प्रोबची ग्राउंड क्लिप अनप्लग करा आणि हस्तक्षेप कमी करण्यासाठी ग्राउंड मापन मापन वापरा. अनेक विभागांना ग्राउंड रिंग नाहीत. परंतु ते पात्र आहे की नाही हे ठरवताना हा घटक विचारात घ्या.

दुसरा मुद्दा म्हणजे 50Ω टर्मिनल वापरणे. ऑसिलोस्कोपच्या माहितीनुसार, 50Ω मॉड्यूल DC घटक काढून टाकण्यासाठी आणि AC घटक अचूकपणे मोजण्यासाठी आहे. तथापि, अशा विशेष प्रोबसह काही ऑसिलोस्कोप आहेत. बहुतेक प्रकरणांमध्ये, 100kΩ ते 10MΩ पर्यंतच्या प्रोबचा वापर केला जातो, जो तात्पुरता अस्पष्ट आहे.

स्विचिंग रिपल मोजताना वरील मूलभूत खबरदारी आहे. जर ऑसिलोस्कोप प्रोब थेट आउटपुट पॉईंटच्या समोर येत नसेल, तर ते वळणा-या रेषा किंवा 50Ω कोएक्सियल केबल्सने मोजले पाहिजे.

उच्च-फ्रिक्वेंसी आवाज मोजताना, ऑसिलोस्कोपचा पूर्ण बँड साधारणपणे शेकडो मेगा ते GHz पातळीचा असतो. इतर वरील प्रमाणेच आहेत. कदाचित वेगवेगळ्या कंपन्यांच्या वेगवेगळ्या चाचणी पद्धती आहेत. अंतिम विश्लेषणामध्ये, तुम्हाला तुमचे चाचणी परिणाम माहित असणे आवश्यक आहे.

ऑसिलोस्कोप बद्दल:

हस्तक्षेप आणि स्टोरेज डेप्थमुळे काही डिजिटल ऑसिलोस्कोप रिपल्स योग्यरित्या मोजू शकत नाहीत. यावेळी, ऑसिलोस्कोप बदलले पाहिजे. काहीवेळा जरी जुनी सिम्युलेशन ऑसिलोस्कोप बँडविड्थ फक्त दहापट मेगा असते, परंतु कार्यक्षमता डिजिटल ऑसिलोस्कोपपेक्षा चांगली असते.

स्विचिंग पॉवर रिपल्सचा प्रतिबंध

रिपल्स स्विच करण्यासाठी, सैद्धांतिकदृष्ट्या आणि प्रत्यक्षात अस्तित्वात आहेत. ते दाबण्याचे किंवा कमी करण्याचे तीन मार्ग आहेत:

1. इंडक्टन्स आणि आउटपुट कॅपेसिटर फिल्टरिंग वाढवा

स्विचिंग पॉवर सप्लायच्या सूत्रानुसार, प्रेरक इंडक्टन्सचे वर्तमान चढ-उतार आकार आणि इंडक्टन्स मूल्य व्यस्त प्रमाणात बनतात आणि आउटपुट रिपल्स आणि आउटपुट कॅपेसिटर व्यस्त प्रमाणात असतात. त्यामुळे, इलेक्ट्रिकल आणि आउटपुट कॅपेसिटर वाढल्याने तरंग कमी होऊ शकतात.

वरील चित्र हे स्विचिंग पॉवर सप्लाय इंडक्टर L मधील करंट वेव्हफॉर्म आहे. त्याचा रिपल करंट △ i खालील सूत्रावरून काढला जाऊ शकतो:

हे पाहिले जाऊ शकते की एल व्हॅल्यू वाढवणे किंवा स्विचिंग वारंवारता वाढवणे इंडक्टन्समधील वर्तमान चढउतार कमी करू शकते.

त्याचप्रमाणे, आउटपुट रिपल्स आणि आउटपुट कॅपेसिटरमधील संबंध: VRIPPLE = IMAX/(CO × F). हे पाहिले जाऊ शकते की आउटपुट कॅपेसिटरचे मूल्य वाढवल्याने रिपल कमी होऊ शकते.

मोठ्या क्षमतेचा उद्देश साध्य करण्यासाठी आउटपुट कॅपेसिटन्ससाठी ॲल्युमिनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कॅपेसिटर वापरणे ही नेहमीची पद्धत आहे. तथापि, उच्च-फ्रिक्वेंसी आवाज दाबण्यासाठी इलेक्ट्रोलाइटिक कॅपेसिटर फारसे प्रभावी नाहीत आणि ESR तुलनेने मोठा आहे, म्हणून ते ॲल्युमिनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कॅपेसिटरची कमतरता भरून काढण्यासाठी त्याच्या शेजारी सिरेमिक कॅपेसिटर जोडेल.

त्याच वेळी, वीज पुरवठा कार्य करत असताना, इनपुट टर्मिनलचे व्होल्टेज व्हीआयएन अपरिवर्तित असते, परंतु स्विचसह वर्तमान बदलते. यावेळी, इनपुट पॉवर सप्लाय वर्तमान विहीर प्रदान करत नाही, सामान्यतः वर्तमान इनपुट टर्मिनल जवळ (उदाहरणार्थ बक प्रकार घेते, स्विच जवळ आहे), आणि विद्युत प्रवाह प्रदान करण्यासाठी कॅपेसिटन्स जोडतो.

हे काउंटरमेजर लागू केल्यानंतर, बक स्विच पॉवर सप्लाय खालील आकृतीमध्ये दर्शविला आहे:

वरील दृष्टीकोन तरंग कमी करण्यासाठी मर्यादित आहे. व्हॉल्यूम मर्यादेमुळे, इंडक्टन्स फार मोठे होणार नाही; आउटपुट कॅपेसिटर एका विशिष्ट प्रमाणात वाढतो, आणि लहरी कमी करण्यावर कोणताही स्पष्ट परिणाम होत नाही; स्विचिंग वारंवारता वाढल्याने स्विचचे नुकसान वाढेल. म्हणून जेव्हा आवश्यकता कठोर असतात तेव्हा ही पद्धत फारशी चांगली नसते.

स्विचिंग पॉवर सप्लायच्या तत्त्वांसाठी, आपण विविध प्रकारच्या स्विचिंग पॉवर डिझाइन मॅन्युअलचा संदर्भ घेऊ शकता.

2. दोन-स्तरीय फिल्टरिंग म्हणजे प्रथम-स्तरीय LC फिल्टर जोडणे

ध्वनी लहरीवरील एलसी फिल्टरचा प्रतिबंधात्मक प्रभाव तुलनेने स्पष्ट आहे. रिपल फ्रिक्वेंसी काढून टाकण्यासाठी, फिल्टर सर्किट तयार करण्यासाठी योग्य इंडक्टर कॅपेसिटर निवडा. साधारणपणे, हे तरंग चांगल्या प्रकारे कमी करू शकते. या प्रकरणात, आपल्याला फीडबॅक व्होल्टेजचा नमुना बिंदू विचारात घेणे आवश्यक आहे. (खाली दाखवल्याप्रमाणे)

LC फिल्टर (PA) आधी सॅम्पलिंग पॉइंट निवडला जातो आणि आउटपुट व्होल्टेज कमी होईल. कारण कोणत्याही इंडक्टन्समध्ये डीसी रेझिस्टन्स असतो, जेव्हा वर्तमान आउटपुट असते, तेव्हा इंडक्टन्समध्ये व्होल्टेज ड्रॉप होते, परिणामी वीज पुरवठ्याच्या आउटपुट व्होल्टेजमध्ये घट होते. आणि हे व्होल्टेज ड्रॉप आउटपुट करंटसह बदलते.

LC फिल्टर (PB) नंतर सॅम्पलिंग पॉइंट निवडला जातो, जेणेकरून आउटपुट व्होल्टेज हा आम्हाला हवा असलेला व्होल्टेज असेल. तथापि, पॉवर सिस्टममध्ये इंडक्टन्स आणि कॅपेसिटर सादर केले जातात, ज्यामुळे सिस्टम अस्थिरता येऊ शकते.

3. स्विचिंग पॉवर सप्लायच्या आउटपुटनंतर, एलडीओ फिल्टरिंग कनेक्ट करा

तरंग आणि आवाज कमी करण्याचा हा सर्वात प्रभावी मार्ग आहे. आउटपुट व्होल्टेज स्थिर आहे आणि मूळ फीडबॅक सिस्टम बदलण्याची आवश्यकता नाही, परंतु ते सर्वात किफायतशीर आणि सर्वाधिक वीज वापर देखील आहे.

कोणत्याही एलडीओमध्ये एक सूचक असतो: आवाज दाबण्याचे प्रमाण. हे फ्रिक्वेन्सी-डीबी वक्र आहे, खालील आकृतीत दर्शविल्याप्रमाणे LT3024 LT3024 चा वक्र आहे.

LDO नंतर, स्विचिंग रिपल साधारणपणे 10mV च्या खाली असते. खालील आकृती एलडीओच्या आधी आणि नंतरच्या लहरींची तुलना आहे:

वरील आकृतीच्या वक्र आणि डावीकडील वेव्हफॉर्मची तुलना केल्यास, हे लक्षात येते की शेकडो KHz च्या स्विचिंग रिपल्ससाठी LDO चा प्रतिबंधात्मक प्रभाव खूप चांगला आहे. परंतु उच्च वारंवारता श्रेणीमध्ये, एलडीओचा प्रभाव इतका आदर्श नाही.

तरंग कमी करा. स्विचिंग पॉवर सप्लायची पीसीबी वायरिंग देखील गंभीर आहे. उच्च-फ्रिक्वेंसी आवाजासाठी, उच्च वारंवारतेच्या मोठ्या वारंवारतेमुळे, पोस्ट-स्टेज फिल्टरिंगचा विशिष्ट प्रभाव असला तरी, परिणाम स्पष्ट नाही. या संदर्भात विशेष अभ्यास आहेत. डायोड आणि कॅपेसिटन्स C किंवा RC वर असणे किंवा इंडक्टन्सला मालिकेत जोडणे हा सोपा दृष्टीकोन आहे.

वरील आकृती वास्तविक डायोडचे समतुल्य सर्किट आहे. डायोड हाय-स्पीड असताना, परजीवी पॅरामीटर्स विचारात घेणे आवश्यक आहे. डायोडच्या रिव्हर्स रिकव्हरी दरम्यान, समतुल्य इंडक्टन्स आणि समतुल्य कॅपॅसिटन्स आरसी ऑसिलेटर बनले, ज्यामुळे उच्च-वारंवारता दोलन निर्माण होते. हे उच्च-फ्रिक्वेंसी ऑसिलेशन दाबण्यासाठी, डायोडच्या दोन्ही टोकांना कॅपेसिटन्स C किंवा RC बफर नेटवर्क जोडणे आवश्यक आहे. प्रतिकार साधारणपणे 10Ω-100 ω आहे, आणि कॅपॅसिटन्स 4.7PF-2.2NF आहे.

डायोड C किंवा RC वरील कॅपेसिटन्स C किंवा RC वारंवार चाचण्यांद्वारे निर्धारित केले जाऊ शकते. जर ते योग्यरित्या निवडले नाही तर ते अधिक तीव्र दोलनास कारणीभूत ठरेल.