सूखा माल | एक लेख में स्विचिंग पावर रिपल की पीढ़ी, माप और दमन मिलता है

स्विचिंग पावर तरंग अपरिहार्य है। हमारा अंतिम उद्देश्य आउटपुट तरंग को सहनीय स्तर तक कम करना है। इस उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए सबसे बुनियादी समाधान तरंगों की उत्पत्ति से बचना है। सबसे पहले और कारण.

स्विच के स्विच के साथ, इंडक्शन एल में करंट भी आउटपुट करंट के वैध मूल्य पर ऊपर और नीचे उतार-चढ़ाव करता है। इसलिए, एक तरंग भी होगी जो आउटपुट छोर पर स्विच के समान आवृत्ति है। आम तौर पर, रिबर की तरंगें इसे संदर्भित करती हैं, जो आउटपुट कैपेसिटर और ईएसआर की क्षमता से संबंधित है। इस तरंग की आवृत्ति स्विचिंग बिजली आपूर्ति के समान है, जिसकी सीमा दसियों से सैकड़ों किलोहर्ट्ज़ तक होती है।

इसके अलावा, स्विच आमतौर पर द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर या MOSFETs का उपयोग करता है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि कौन सा है, इसके चालू होने और बंद होने पर वृद्धि और कमी का समय होगा। इस समय, सर्किट में कोई शोर नहीं होगा जो स्विच बढ़ने के घटने के समय के समान हो, या कुछ बार, और आम तौर पर दसियों मेगाहर्ट्ज का हो। इसी प्रकार, डायोड डी रिवर्स रिकवरी में है। समतुल्य सर्किट प्रतिरोध कैपेसिटर और इंडक्टर्स की श्रृंखला है, जो प्रतिध्वनि का कारण बनेगी, और शोर आवृत्ति दसियों मेगाहर्ट्ज है। इन दोनों शोरों को आम तौर पर उच्च-आवृत्ति शोर कहा जाता है, और आयाम आमतौर पर तरंग की तुलना में बहुत बड़ा होता है।

यदि यह एक एसी/डीसी कनवर्टर है, तो उपरोक्त दो तरंगों (शोर) के अलावा, एसी शोर भी है। आवृत्ति इनपुट एसी बिजली आपूर्ति की आवृत्ति है, लगभग 50-60 हर्ट्ज। एक सह-मोड शोर भी है, क्योंकि कई स्विचिंग बिजली आपूर्ति के पावर डिवाइस रेडिएटर के रूप में शेल का उपयोग करते हैं, जो एक समतुल्य कैपेसिटेंस उत्पन्न करता है।

स्विचिंग पावर तरंगों का मापन

बुनियादी आवश्यकताएँ:

एक आस्टसीलस्कप एसी के साथ युग्मन

20 मेगाहर्ट्ज बैंडविड्थ सीमा

जांच के ग्राउंड वायर को अनप्लग करें

1.एसी कपलिंग का उद्देश्य सुपरपोजिशन डीसी वोल्टेज को हटाना और एक सटीक तरंगरूप प्राप्त करना है।

2. 20 मेगाहर्ट्ज बैंडविड्थ सीमा को खोलना उच्च आवृत्ति शोर के हस्तक्षेप को रोकने और त्रुटि को रोकने के लिए है। क्योंकि उच्च-आवृत्ति संरचना का आयाम बड़ा है, मापते समय इसे हटा दिया जाना चाहिए।

3. ऑसिलोस्कोप जांच के ग्राउंड क्लिप को अनप्लग करें, और हस्तक्षेप को कम करने के लिए ग्राउंड माप माप का उपयोग करें। कई विभागों में ग्राउंड रिंग नहीं है। लेकिन यह योग्य है या नहीं इसका निर्णय करते समय इस कारक पर विचार करें।

एक अन्य बिंदु 50Ω टर्मिनल का उपयोग करना है। ऑसिलोस्कोप की जानकारी के अनुसार, 50Ω मॉड्यूल डीसी घटक को हटाने और एसी घटक को सटीक रूप से मापने के लिए है। हालाँकि, ऐसे विशेष जांच वाले कुछ ऑसिलोस्कोप हैं। ज्यादातर मामलों में, 100kΩ से 10MΩ तक की जांच का उपयोग किया जाता है, जो अस्थायी रूप से अस्पष्ट है।

स्विचिंग तरंग को मापते समय उपरोक्त बुनियादी सावधानियां हैं। यदि ऑसिलोस्कोप जांच सीधे आउटपुट बिंदु के संपर्क में नहीं आती है, तो इसे मुड़ी हुई रेखाओं या 50Ω समाक्षीय केबलों द्वारा मापा जाना चाहिए।

उच्च-आवृत्ति शोर को मापते समय, ऑसिलोस्कोप का पूरा बैंड आम तौर पर सैकड़ों मेगा से गीगाहर्ट्ज स्तर का होता है। अन्य उपरोक्त के समान ही हैं। शायद अलग-अलग कंपनियों की परीक्षण विधियाँ अलग-अलग होती हैं। अंतिम विश्लेषण में, आपको अपने परीक्षा परिणाम अवश्य जानना चाहिए।

आस्टसीलस्कप के बारे में:

कुछ डिजिटल ऑसिलोस्कोप हस्तक्षेप और भंडारण गहराई के कारण तरंगों को सही ढंग से नहीं माप सकते हैं। इस समय, ऑसिलोस्कोप को बदला जाना चाहिए। कभी-कभी हालांकि पुराने सिमुलेशन ऑसिलोस्कोप बैंडविड्थ केवल दसियों मेगा होता है, प्रदर्शन डिजिटल ऑसिलोस्कोप से बेहतर होता है।

विद्युत तरंगों को बदलने में अवरोध

स्विचिंग तरंगों के लिए, सैद्धांतिक रूप से और वास्तव में मौजूद हैं। इसे दबाने या कम करने के तीन तरीके हैं:

1. इंडक्शन और आउटपुट कैपेसिटर फ़िल्टरिंग बढ़ाएँ

स्विचिंग बिजली आपूर्ति के सूत्र के अनुसार, आगमनात्मक अधिष्ठापन का वर्तमान उतार-चढ़ाव आकार और अधिष्ठापन मूल्य व्युत्क्रमानुपाती हो जाता है, और आउटपुट तरंग और आउटपुट कैपेसिटर व्युत्क्रमानुपाती होते हैं। इसलिए, विद्युत और आउटपुट कैपेसिटर बढ़ाने से तरंगों को कम किया जा सकता है।

ऊपर दी गई तस्वीर स्विचिंग बिजली आपूर्ति प्रारंभ करनेवाला एल में वर्तमान तरंग रूप है। इसकी तरंग धारा △ i की गणना निम्नलिखित सूत्र से की जा सकती है:

यह देखा जा सकता है कि एल मान बढ़ाने या स्विचिंग आवृत्ति बढ़ाने से प्रेरण में वर्तमान उतार-चढ़ाव को कम किया जा सकता है।

इसी प्रकार, आउटपुट रिपल्स और आउटपुट कैपेसिटर के बीच संबंध: VRIPPLE = IMAX/(CO × F)। यह देखा जा सकता है कि आउटपुट कैपेसिटर मान बढ़ाने से तरंग कम हो सकती है।

बड़ी क्षमता के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए आउटपुट कैपेसिटेंस के लिए एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का उपयोग करना सामान्य विधि है। हालाँकि, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर उच्च-आवृत्ति शोर को दबाने में बहुत प्रभावी नहीं हैं, और ईएसआर अपेक्षाकृत बड़ा है, इसलिए यह एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की कमी को पूरा करने के लिए इसके बगल में एक सिरेमिक कैपेसिटर को जोड़ देगा।

उसी समय, जब बिजली की आपूर्ति काम कर रही होती है, तो इनपुट टर्मिनल का वोल्टेज VIN अपरिवर्तित रहता है, लेकिन स्विच के साथ करंट बदल जाता है। इस समय, इनपुट बिजली की आपूर्ति एक करंट कुआं प्रदान नहीं करती है, आमतौर पर वर्तमान इनपुट टर्मिनल के पास (उदाहरण के रूप में हिरन प्रकार लेते हुए, स्विच के पास है), और करंट प्रदान करने के लिए कैपेसिटेंस को जोड़ती है।

इस प्रतिवाद को लागू करने के बाद, बक स्विच बिजली की आपूर्ति नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई है:

उपरोक्त दृष्टिकोण तरंगों को कम करने तक ही सीमित है। वॉल्यूम सीमा के कारण, प्रेरण बहुत बड़ा नहीं होगा; आउटपुट कैपेसिटर एक निश्चित डिग्री तक बढ़ जाता है, और तरंगों को कम करने पर कोई स्पष्ट प्रभाव नहीं पड़ता है; स्विचिंग आवृत्ति में वृद्धि से स्विच हानि में वृद्धि होगी। इसलिए जब आवश्यकताएं सख्त हों तो यह तरीका बहुत अच्छा नहीं है।

बिजली आपूर्ति स्विच करने के सिद्धांतों के लिए, आप विभिन्न प्रकार के स्विचिंग पावर डिज़ाइन मैनुअल का उल्लेख कर सकते हैं।

2. दो-स्तरीय फ़िल्टरिंग में प्रथम-स्तरीय एलसी फ़िल्टर जोड़ना है

शोर तरंग पर एलसी फिल्टर का निरोधात्मक प्रभाव अपेक्षाकृत स्पष्ट है। हटाए जाने वाली तरंग आवृत्ति के अनुसार, फ़िल्टर सर्किट बनाने के लिए उपयुक्त प्रारंभ करनेवाला संधारित्र का चयन करें। आम तौर पर, यह तरंगों को अच्छी तरह से कम कर सकता है। इस मामले में, आपको फीडबैक वोल्टेज के नमूना बिंदु पर विचार करने की आवश्यकता है। (जैसा कि नीचे दिया गया है)

एलसी फिल्टर (पीए) से पहले नमूना बिंदु का चयन किया जाता है, और आउटपुट वोल्टेज कम हो जाएगा। क्योंकि किसी भी इंडक्शन में डीसी प्रतिरोध होता है, जब कोई करंट आउटपुट होता है, तो इंडक्शन में वोल्टेज में गिरावट होगी, जिसके परिणामस्वरूप बिजली आपूर्ति के आउटपुट वोल्टेज में कमी होगी। और यह वोल्टेज ड्रॉप आउटपुट करंट के साथ बदलता है।

एलसी फ़िल्टर (पीबी) के बाद नमूना बिंदु का चयन किया जाता है, ताकि आउटपुट वोल्टेज वह वोल्टेज हो जो हम चाहते हैं। हालाँकि, बिजली प्रणाली के अंदर एक इंडक्शन और एक कैपेसिटर पेश किया जाता है, जिससे सिस्टम अस्थिरता हो सकती है।

3. स्विचिंग बिजली आपूर्ति के आउटपुट के बाद, एलडीओ फ़िल्टरिंग कनेक्ट करें

लहरों और शोर को कम करने का यह सबसे प्रभावी तरीका है। आउटपुट वोल्टेज स्थिर है और मूल फीडबैक सिस्टम को बदलने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन यह सबसे अधिक लागत प्रभावी और उच्चतम बिजली खपत भी है।

किसी भी एलडीओ में एक संकेतक होता है: शोर दमन अनुपात। यह एक आवृत्ति-डीबी वक्र है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, यह LT3024 LT3024 का वक्र है।

एलडीओ के बाद, स्विचिंग तरंग आम तौर पर 10mV से नीचे होती है। निम्नलिखित आंकड़ा एलडीओ के पहले और बाद के तरंगों की तुलना है:

उपरोक्त चित्र के वक्र और बाईं ओर के तरंगरूप की तुलना में, यह देखा जा सकता है कि एलडीओ का निरोधात्मक प्रभाव सैकड़ों किलोहर्ट्ज़ के स्विचिंग तरंगों के लिए बहुत अच्छा है। लेकिन उच्च आवृत्ति रेंज के भीतर, एलडीओ का प्रभाव इतना आदर्श नहीं है।

तरंगों को कम करें. स्विचिंग बिजली आपूर्ति की पीसीबी वायरिंग भी महत्वपूर्ण है। उच्च आवृत्ति शोर के लिए, उच्च आवृत्ति की बड़ी आवृत्ति के कारण, हालांकि पोस्ट-स्टेज फ़िल्टरिंग का एक निश्चित प्रभाव होता है, प्रभाव स्पष्ट नहीं होता है। इस संबंध में विशेष अध्ययन चल रहे हैं। सरल दृष्टिकोण डायोड और कैपेसिटेंस सी या आरसी पर होना है, या श्रृंखला में इंडक्शन को जोड़ना है।

उपरोक्त चित्र वास्तविक डायोड का समतुल्य परिपथ है। जब डायोड उच्च गति वाला हो, तो परजीवी मापदंडों पर विचार किया जाना चाहिए। डायोड की रिवर्स रिकवरी के दौरान, समतुल्य प्रेरण और समतुल्य कैपेसिटेंस एक आरसी ऑसिलेटर बन गया, जिससे उच्च-आवृत्ति दोलन उत्पन्न हुआ। इस उच्च-आवृत्ति दोलन को दबाने के लिए, डायोड के दोनों सिरों पर कैपेसिटेंस सी या आरसी बफर नेटवर्क को कनेक्ट करना आवश्यक है। प्रतिरोध आम तौर पर 10Ω-100 ω है, और धारिता 4.7PF-2.2NF है।

डायोड सी या आरसी पर कैपेसिटेंस सी या आरसी बार-बार परीक्षण द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। यदि इसे ठीक से नहीं चुना गया, तो यह अधिक गंभीर दोलन का कारण बनेगा।