Oorzaken van rimpel- en ruisgeneratie bij schakelende voedingen
Schakelende voeding (inclusief AC/DC-converter, DC/DC-converter, AC/DC-module en DC/DC-module) vergeleken met lineaire voeding, het meest opvallende voordeel is dat de conversie-efficiëntie hoog is, doorgaans tot 8{{7} }% tot 85%, hoog tot 90% tot 97%; Ten tweede wordt de schakelende voeding met behulp van een hoogfrequente transformator in plaats van de omvangrijke frequentietransformator niet alleen het gewicht verminderd om de volumegrootte te verkleinen, waardoor het toepassingsbereik steeds breder wordt. Het nadeel van een schakelende voeding is echter dat de schakelbuis in de hoogfrequente schakeltoestand werkt, de uitgangsrimpel- en ruisspanning groter is, doorgaans ongeveer 1% van de uitgangsspanning (laag voor de uitgangsspanning van 0,5% of dus), de beste producten van de rimpel- en ruisspanning zijn ook tientallen mV; en de lineaire voedingsregelbuis werkt in lineaire toestand, geen rimpelspanning, de uitgangsruisspanning is ook kleiner, de eenheid is μV.
Rimpel- en ruisoorzaken
De schakelende voedingsuitgang is geen pure gelijkspanning, sommige AC-componenten worden veroorzaakt door rimpelingen en ruis. Rimpeling is de fluctuatie van de DC-uitgangsspanning en de schakelactie van de schakelende voeding. Bij elk aan- en uitschakelproces wordt elektrische energie van de ingang naar de uitgang "gepompt", waardoor een laad- en ontlaadproces ontstaat, resulterend in schommelingen in de uitgangsspanning, schommelingen in dezelfde frequentie en schakelfrequentie. Rimpelspanning is de piek-tot-piekwaarde tussen de pieken en dalen van de rimpel, en de grootte ervan houdt verband met de capaciteit en kwaliteit van de ingangs- en uitgangscondensatoren van de schakelende voeding.
Er zijn twee oorzaken van ruis: de ene wordt veroorzaakt door de schakelende voeding zelf; de andere is de interferentie van externe elektromagnetische velden (EMI), die via straling de schakelende voeding kunnen binnendringen of via het netsnoer in de schakelende voeding kunnen worden ingevoerd.
De ruis die door de schakelende voeding zelf wordt gegenereerd, is een hoogfrequente burst, veroorzaakt door de scherpe pulsen die optreden tijdens het in- en uitschakelmoment, ook wel schakelruis genoemd. De frequentie van de ruisuitbarsting 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 toestanden in het circuit en het ontwerp van de PCB.
Met een oscilloscoop kun je de golfvormen van de rimpel en de ruis zien. 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 in mVp-p.
