Kommutazio-potentziaren uhindura saihestezina da. Gure azken helburua irteerako uhindura maila onargarri batera murriztea da. Helburu hori lortzeko oinarrizko irtenbidea uhinen sorrera saihestea da. Lehenik eta behin, eta kausa.
ETENGAILUAREN etengailuarekin, L induktantziako korrontea ere gora eta behera mugitzen da irteerako korrontearen balio baliodunean. Beraz, irteerako muturrean etengailuaren maiztasun bereko ripple bat ere egongo da. Oro har, ripple-aren rippleek horri egiten diote erreferentzia, irteerako kondentsadorearen eta ESR-ren edukierarekin erlazionatuta dagoena. Ripple honen maiztasuna kommutazio-elikadura iturriaren berdina da, hamarnaka eta ehunka kHz arteko tartearekin.
Gainera, Switch-ek normalean transistore bipolarrak edo MOSFETak erabiltzen ditu. Edozein dela ere, igoera eta jaitsiera denbora bat egongo da piztuta eta itzalita dagoenean. Une horretan, zirkuituan ez da igoera denboraren eta igoera jaitsiera denboraren berdina izango den zaratarik, edo zenbait aldiz, eta normalean hamarnaka MHz-koa da. Era berean, D diodoa alderantzizko berreskurapenean dago. Zirkuitu baliokidea erresistentzia kondentsadoreen eta induktoreen seriea da, erresonantzia eragingo duena, eta zarata-maiztasuna hamarnaka MHz-koa da. Bi zarata hauei maiztasun handiko zarata deitzen zaie, eta anplitudea normalean uhindura baino askoz handiagoa da.
AC/DC bihurgailua bada, goiko bi uhinez (zarataz) gain, AC zarata ere badago. Maiztasuna sarrerako AC elikatze-iturriaren maiztasuna da, 50-60Hz inguru. Ko-modoko zarata ere badago, kommutazio-iturri askoren potentzia-gailuak karkasa erradiadore gisa erabiltzen duelako, eta horrek kapazitantzia baliokidea sortzen du.
Kommutazio-potentziaren uhinen neurketa
Oinarrizko eskakizunak:
AC osziloskopio batekin akoplatzea
20 MHz-ko banda-zabalera muga
Deskonektatu zundaren lurrerako kablea
1.AC akoplamendua gainjartze-tentsio zuzena kentzeko eta uhin-forma zehatza lortzeko da.
2. 20MHz-ko banda-zabalera muga irekitzea maiztasun handiko zarataren interferentziak saihesteko eta erroreak saihesteko da. Maiztasun handiko konposizioaren anplitudea handia denez, neurketa egiterakoan kendu egin behar da.
3. Deskonektatu osziloskopio-zundaren lurrerako pintza, eta erabili lurrerako neurketa interferentziak murrizteko. Sail askok ez dituzte lurrerako eraztunak. Baina kontuan hartu faktore hau gaitua den ala ez epaitzerakoan.
Beste puntu bat 50Ω terminal bat erabiltzea da. Osziloskopioaren informazioaren arabera, 50Ω modulua DC osagaia kentzeko eta AC osagaia zehaztasunez neurtzeko da. Hala ere, zunda berezi horiek dituzten osziloskopio gutxi daude. Kasu gehienetan, 100kΩ eta 10MΩ arteko zundak erabiltzen dira, eta hori ez dago argi aldi baterako.
Goikoa kommutazio-uhinaren neurketa egiterakoan hartu beharreko oinarrizko neurriak dira. Osziloskopioaren zunda ez badago zuzenean irteera-puntuaren eraginpean, hari bihurrituen edo 50Ω-ko kable koaxialen bidez neurtu behar da.
Maiztasun handiko zarata neurtzerakoan, osziloskopioaren banda osoa, oro har, ehunka mega eta GHz arteko maila da. Beste batzuk goikoaren berdinak dira. Baliteke enpresa ezberdinek proba-metodo desberdinak izatea. Azken finean, zure proben emaitzak jakin behar dituzu.
Osziloskopioari buruz:
Osziloskopio digital batzuek ezin dituzte uhinak behar bezala neurtu interferentzia eta biltegiratze sakonera direla eta. Une honetan, osziloskopioa ordezkatu beharko litzateke. Batzuetan, simulazio osziloskopio zaharraren banda-zabalera hamarnaka mega baino ez bada ere, errendimendua osziloskopio digitalarena baino hobea da.
Kommutazio-potentziaren uhinen inhibizioa
Kommutazio-uhinak, teorian eta benetan existitzen direnak. Hiru modu daude horiek kentzeko edo murrizteko:
1. Induktantzia eta irteerako kondentsadorearen iragazketa handitu
Kommutazio-energia-iturriaren formularen arabera, induktantzia induktiboaren korronte-gorabeheraren tamaina eta induktantziaren balioa alderantziz proportzionalak dira, eta irteerako uhinak eta irteerako kondentsadoreak alderantziz proportzionalak dira. Beraz, kondentsadore elektrikoak eta irteerako kondentsadoreak handitzeak uhinak murriztu ditzake.
Goiko irudian L kommutazio-iturriaren induktorearen korronte-uhinaren forma ikus daiteke. Bere uhin-korrontea △ i formula honen bidez kalkula daiteke:
Ikus daiteke L balioa handitzeak edo kommutazio-maiztasuna handitzeak induktantziaren korronte-gorabeherak murriztu ditzakeela.
Era berean, irteerako uhinen eta irteerako kondentsadoreen arteko erlazioa: VRIPPLE = IMAX/(CO × F). Ikus daiteke irteerako kondentsadorearen balioa handitzeak uhin hori murriztu dezakeela.
Ohiko metodoa aluminiozko kondentsadore elektrolitikoak erabiltzea da irteerako kapazitantzia handitzeko. Hala ere, kondentsadore elektrolitikoak ez dira oso eraginkorrak maiztasun handiko zarata kentzeko, eta ESR nahiko handia da, beraz, zeramikazko kondentsadore bat konektatuko da ondoan aluminiozko kondentsadore elektrolitikoen gabezia konpentsatzeko.
Aldi berean, elikatze-iturria martxan dagoenean, sarrera-terminalaren VIN tentsioa ez da aldatzen, baina korrontea etengailuarekin aldatzen da. Une honetan, sarrera-elikatze-iturriak ez du korronte-putzurik ematen, normalean korronte-sarrera terminalaren ondoan (adibidez, buck motakoa etengailuaren ondoan dago), eta kapazitantzia konektatzen du korrontea emateko.
Kontra-neurri hau aplikatu ondoren, Buck etengailuaren elikatze-iturria beheko irudian ageri da:
Goiko ikuspegia uhinak murriztera mugatzen da. Bolumen muga dela eta, induktantzia ez da oso handia izango; irteerako kondentsadorea neurri batean handitzen da, eta ez dago uhinak murrizteko eragin nabarmenik; kommutazio-maiztasunaren igoerak kommutazio-galera handituko du. Beraz, eskakizunak zorrotzak direnean, metodo hau ez da oso ona.
Kommutazio-energia-iturriaren printzipioak ezagutzeko, kommutazio-energiaren diseinu-eskuliburu mota desberdinak kontsulta ditzakezu.
2. Bi mailako iragazketa lehen mailako LC iragazkiak gehitzea da.
LC iragazkiak zarata-uhinaren gainean duen efektu inhibitzailea nahiko agerikoa da. Kendu beharreko uhin-maiztasunaren arabera, hautatu iragazki-zirkuitua osatzeko induktore-kondentsadore egokia. Oro har, uhinak ondo murriztu ditzake. Kasu honetan, feedback-tentsioaren laginketa-puntua kontuan hartu behar duzu. (Behean erakusten den bezala)
Laginketa-puntua LC iragazkiaren (PA) aurretik hautatzen da, eta irteerako tentsioa murriztuko da. Edozein induktantziak korronte zuzeneko erresistentzia duenez, korronte-irteera dagoenean, tentsio-jaitsiera bat egongo da induktantzian, eta horren ondorioz elikatze-iturriaren irteerako tentsioa gutxituko da. Eta tentsio-jaitsiera hori irteerako korrontearekin aldatzen da.
Laginketa-puntua LC iragazkiaren (PB) ondoren hautatzen da, irteerako tentsioa nahi dugun tentsioa izan dadin. Hala ere, induktantzia eta kondentsadore bat sartzen dira potentzia-sistemaren barruan, eta horrek sistemaren ezegonkortasuna eragin dezake.
3. Kommutazio-energia iturriaren irteeraren ondoren, konektatu LDO iragazketa
Hau da uhinak eta zarata murrizteko modurik eraginkorrena. Irteerako tentsioa konstantea da eta ez da beharrezkoa jatorrizko feedback sistema aldatzea, baina baita kostu-eraginkorrena eta energia-kontsumo handiena duena ere.
Edozein LDOk adierazle bat du: zarata kentzeko erlazioa. Maiztasun-DB kurba bat da, beheko irudian LT3024 LT3024-ren kurba erakusten den bezala.
LDO ondoren, kommutazio-uhin-errea, oro har, 10mV-tik beherakoa da. Hurrengo irudian LDO aurreko eta ondorengo uhinen konparaketa ikus daiteke:
Goiko irudiko kurbarekin eta ezkerreko uhin-formarekin alderatuta, ikus daiteke LDOren inhibizio-efektua oso ona dela ehunka KHz-ko kommutazio-uhinetarako. Baina maiztasun-tarte altu batean, LDOren efektua ez da hain aproposa.
Murriztu uhinak. Kommutazio-energia-iturriaren PCB kableatua ere funtsezkoa da. Maiztasun handiko zaratarentzat, maiztasun handiko maiztasuna dela eta, etapa osteko iragazkiak eragin jakin bat badu ere, efektua ez da agerikoa. Gai honi buruzko ikerketa bereziak daude. Ikuspegi sinpleena diodoan eta C edo RC kapazitatean jartzea da, edo induktantzia seriean konektatzea.
Goiko irudia benetako diodoaren zirkuitu baliokidea da. Diodoa abiadura handikoa denean, parametro parasitoak kontuan hartu behar dira. Diodoaren alderantzizko berreskurapenean, induktantzia baliokidea eta kapazitantzia baliokidea RC osziladore bihurtzen dira, maiztasun handiko oszilazioa sortuz. Maiztasun handiko oszilazio hau kentzeko, C kapazitantzia edo RC buffer sarea konektatu behar da diodoaren bi muturretan. Erresistentzia, oro har, 10Ω-100 ω da, eta kapazitantzia 4.7PF-2.2NF.
Diodoaren C edo RC kapazitatea proba errepikatuen bidez zehaztu daiteke. Behar bezala hautatzen ez bada, oszilazio larriagoa eragingo du.
Argitaratze data: 2023ko uztailak 8
