Oorzaken van rimpel en ruis in schakelende voedingen
De uitgang van de schakelende voeding is geen zuivere gelijkspanning, maar bevat enkele wisselstroomcomponenten, die worden veroorzaakt door rimpel en ruis. Rimpeling is de fluctuatie van de DC-uitgangsspanning, die verband houdt met de schakelactie van de schakelende voeding. Tijdens elk openings- en sluitingsproces wordt elektrische energie van het ingangseinde naar het uitgangseinde "gepompt", waardoor een laad- en ontlaadproces ontstaat, waardoor de uitgangsspanning met dezelfde frequentie fluctueert als de schakelfrequentie. De rimpelspanning is de piek-tot-piekwaarde tussen de piek en het dal van de rimpel. De grootte ervan hangt samen met de capaciteit en kwaliteit van de ingangscondensator en de uitgangscondensator van de schakelende voeding.
Er zijn twee oorzaken van ruis: de ene wordt veroorzaakt door de schakelende voeding zelf; de andere is externe elektromagnetische veldinterferentie (EMI), die via straling de schakelende voeding kan binnendringen of de schakelende voeding via de voedingslijn kan binnendringen.
Het geluid dat door de schakelende voeding zelf wordt gegenereerd, is een hoogfrequente pulstrein, die wordt veroorzaakt door de scherpe pulsen die worden gegenereerd op het moment dat de schakelaar wordt in- en uitgeschakeld. Dit wordt ook wel schakelgeluid genoemd. De frequentie van de ruispulstrein is veel hoger dan de schakelfrequentie, en de ruisspanning is de piek-tot-piekwaarde. De amplitude van de ruisspanning hangt grotendeels samen met de topologie van de schakelende voeding, de parasitaire toestand in het circuit en het ontwerp van de PCB.
Gebruik een oscilloscoop om de rimpel- en ruisgolfvormen te bekijken. De frequentie van de rimpel is gelijk aan de frequentie van de schakelbuis, terwijl de frequentie van het geluid tweemaal zo groot is als die van de schakelbuis. De som van de piek-tot-piekwaarde van de rimpelspanning en de piek-tot-piekwaarde van de ruisspanning is de rimpel- en ruisspanning, en de eenheid ervan is mVp-p.
Rimpel- en geluidsmeetmethoden
Rimpel- en ruisspanning zijn een van de belangrijkste prestatieparameters van schakelende voedingen, dus het nauwkeurig meten ervan is een zeer belangrijke kwestie. De huidige methode voor het meten van rimpel- en ruisspanning is het gebruik van een breedband-oscilloscoop, die de rimpel- en ruisspanningswaarden nauwkeurig kan meten.
Omdat er veel soorten schakelende voedingen zijn (met verschillende topologieën, werkfrequenties, uitgangsvermogens, verschillende technische vereisten, enz.), gebruiken alle fabrikanten oscilloscoop-meetmethoden. Alleen de meetapparatuur is niet precies hetzelfde. Daarom stelt elke fabrikant andere eisen aan verschillende schakelende voedingen. Alle metingen hebben hun eigen standaarden, namelijk bedrijfsstandaarden.
Blokschema van een opstelling voor het meten van rimpel en ruis met een oscilloscoop. Het bestaat uit de geteste schakelende voeding, belasting, oscilloscoop en meetaansluitingen. Op sommige meetapparaten zijn ook inductoren, condensatoren, weerstanden en andere componenten gelast.
