డ్రై గూడ్స్ | ఒక వ్యాసంలో స్విచ్చింగ్ పవర్ రిపుల్ యొక్క ఉత్పత్తి, కొలత మరియు అణచివేత గురించి తెలుసుకుంటారు.

స్విచ్చింగ్ పవర్ రిప్పల్ అనివార్యం. మా అంతిమ లక్ష్యం అవుట్‌పుట్ రిప్పల్‌ను తట్టుకోగల స్థాయికి తగ్గించడం. ఈ లక్ష్యాన్ని సాధించడానికి అత్యంత ప్రాథమిక పరిష్కారం రిప్పల్‌ల ఉత్పత్తిని నివారించడం. ముందుగా మరియు కారణం.

SWITCH స్విచ్ తో, ఇండక్టెన్స్ L లోని కరెంట్ కూడా అవుట్‌పుట్ కరెంట్ యొక్క చెల్లుబాటు అయ్యే విలువ వద్ద పైకి క్రిందికి హెచ్చుతగ్గులకు లోనవుతుంది. అందువల్ల, అవుట్‌పుట్ చివరలో స్విచ్ వలె అదే ఫ్రీక్వెన్సీ ఉన్న రిప్పల్ కూడా ఉంటుంది. సాధారణంగా, రైబర్ యొక్క రిప్పల్స్ దీనిని సూచిస్తాయి, ఇది అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్ మరియు ESR యొక్క సామర్థ్యానికి సంబంధించినది. ఈ రిప్పల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ పదుల నుండి వందల kHz వరకు పరిధితో స్విచింగ్ పవర్ సప్లైకి సమానంగా ఉంటుంది.

అదనంగా, స్విచ్ సాధారణంగా బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు లేదా MOSFETలను ఉపయోగిస్తుంది. ఏది అయినా, అది ఆన్ చేసి డెడ్ అయినప్పుడు పెరుగుదల మరియు తగ్గుదల సమయం ఉంటుంది. ఈ సమయంలో, సర్క్యూట్‌లో శబ్దం ఉండదు, అది స్విచ్ రైజింగ్ తగ్గుదల సమయం వలె పెరుగుదల సమయానికి సమానంగా ఉంటుంది లేదా కొన్ని సార్లు ఉంటుంది మరియు సాధారణంగా పదుల MHz ఉంటుంది. అదేవిధంగా, డయోడ్ D రివర్స్ రికవరీలో ఉంటుంది. సమానమైన సర్క్యూట్ అనేది రెసిస్టెన్స్ కెపాసిటర్లు మరియు ఇండక్టర్ల శ్రేణి, ఇది ప్రతిధ్వనిని కలిగిస్తుంది మరియు శబ్దం ఫ్రీక్వెన్సీ పదుల MHz. ఈ రెండు శబ్దాలను సాధారణంగా అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ శబ్దం అని పిలుస్తారు మరియు వ్యాప్తి సాధారణంగా అలల కంటే చాలా పెద్దదిగా ఉంటుంది.

ఇది AC / DC కన్వర్టర్ అయితే, పైన పేర్కొన్న రెండు అలలు (శబ్దం) తో పాటు, AC శబ్దం కూడా ఉంటుంది. ఫ్రీక్వెన్సీ అనేది ఇన్‌పుట్ AC విద్యుత్ సరఫరా యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ, దాదాపు 50-60Hz. కో-మోడ్ శబ్దం కూడా ఉంది, ఎందుకంటే అనేక స్విచింగ్ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క విద్యుత్ పరికరం షెల్‌ను రేడియేటర్‌గా ఉపయోగిస్తుంది, ఇది సమానమైన కెపాసిటెన్స్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

స్విచ్చింగ్ పవర్ అలల కొలత

ప్రాథమిక అవసరాలు:

ఓసిల్లోస్కోప్ AC తో కలపడం

20MHz బ్యాండ్‌విడ్త్ పరిమితి

ప్రోబ్ యొక్క గ్రౌండ్ వైర్‌ను అన్‌ప్లగ్ చేయండి

1. AC కలపడం అనేది సూపర్‌పొజిషన్ DC వోల్టేజ్‌ను తొలగించి ఖచ్చితమైన తరంగ రూపాన్ని పొందడం.

2. 20MHz బ్యాండ్‌విడ్త్ పరిమితిని తెరవడం అంటే అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ శబ్దం యొక్క జోక్యాన్ని నిరోధించడం మరియు లోపాన్ని నివారించడం. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ కూర్పు యొక్క వ్యాప్తి పెద్దగా ఉన్నందున, కొలిచినప్పుడు దానిని తీసివేయాలి.

3. ఓసిల్లోస్కోప్ ప్రోబ్ యొక్క గ్రౌండ్ క్లిప్‌ను అన్‌ప్లగ్ చేయండి మరియు జోక్యాన్ని తగ్గించడానికి గ్రౌండ్ కొలత కొలతను ఉపయోగించండి. చాలా విభాగాలకు గ్రౌండ్ రింగులు లేవు. కానీ అది అర్హత కలిగి ఉందో లేదో నిర్ధారించేటప్పుడు ఈ అంశాన్ని పరిగణించండి.

మరో విషయం ఏమిటంటే 50Ω టెర్మినల్‌ను ఉపయోగించడం. ఓసిల్లోస్కోప్ యొక్క సమాచారం ప్రకారం, 50Ω మాడ్యూల్ DC భాగాన్ని తొలగించి AC భాగాన్ని ఖచ్చితంగా కొలవడానికి ఉద్దేశించబడింది. అయితే, అటువంటి ప్రత్యేక ప్రోబ్‌లతో కొన్ని ఓసిల్లోస్కోప్‌లు ఉన్నాయి. చాలా సందర్భాలలో, 100kΩ నుండి 10MΩ వరకు ప్రోబ్‌ల వాడకం ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది తాత్కాలికంగా అస్పష్టంగా ఉంది.

స్విచ్చింగ్ రిపుల్‌ను కొలిచేటప్పుడు పైన పేర్కొన్న ప్రాథమిక జాగ్రత్తలు. ఓసిల్లోస్కోప్ ప్రోబ్ నేరుగా అవుట్‌పుట్ పాయింట్‌కు గురికాకపోతే, దానిని ట్విస్టెడ్ లైన్లు లేదా 50Ω కోక్సియల్ కేబుల్స్ ద్వారా కొలవాలి.

అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ శబ్దాన్ని కొలిచేటప్పుడు, ఓసిల్లోస్కోప్ యొక్క పూర్తి బ్యాండ్ సాధారణంగా వందల మెగా నుండి GHz స్థాయికి ఉంటుంది. ఇతరులు పైన పేర్కొన్న విధంగానే ఉంటారు. బహుశా వేర్వేరు కంపెనీలు వేర్వేరు పరీక్షా పద్ధతులను కలిగి ఉంటాయి. తుది విశ్లేషణలో, మీరు మీ పరీక్ష ఫలితాలను తెలుసుకోవాలి.

ఓసిల్లోస్కోప్ గురించి:

కొన్ని డిజిటల్ ఓసిల్లోస్కోప్‌లు జోక్యం మరియు నిల్వ లోతు కారణంగా తరంగాలను సరిగ్గా కొలవలేవు. ఈ సమయంలో, ఓసిల్లోస్కోప్‌ను మార్చాలి. కొన్నిసార్లు పాత సిమ్యులేషన్ ఓసిల్లోస్కోప్ బ్యాండ్‌విడ్త్ పదుల మెగాలు మాత్రమే అయినప్పటికీ, పనితీరు డిజిటల్ ఓసిల్లోస్కోప్ కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది.

మారే శక్తి తరంగాల నిరోధం

తరంగాలను మార్చడానికి, సిద్ధాంతపరంగా మరియు వాస్తవానికి ఉన్నాయి. దానిని అణచివేయడానికి లేదా తగ్గించడానికి మూడు మార్గాలు ఉన్నాయి:

1. ఇండక్టెన్స్ మరియు అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్ ఫిల్టరింగ్‌ను పెంచండి

స్విచింగ్ పవర్ సప్లై ఫార్ములా ప్రకారం, ఇండక్టివ్ ఇండక్టెన్స్ యొక్క కరెంట్ హెచ్చుతగ్గుల పరిమాణం మరియు ఇండక్టెన్స్ విలువ విలోమ అనుపాతంలో మారతాయి మరియు అవుట్‌పుట్ అలలు మరియు అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్లు విలోమ అనుపాతంలో ఉంటాయి. అందువల్ల, విద్యుత్ మరియు అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్‌లను పెంచడం వల్ల అలలను తగ్గించవచ్చు.

పైన ఉన్న చిత్రం స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై ఇండక్టర్ L లోని కరెంట్ వేవ్‌ఫార్మ్. దీని రిపుల్ కరెంట్ △ i ను ఈ క్రింది ఫార్ములా నుండి లెక్కించవచ్చు:

L విలువను పెంచడం లేదా స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచడం వల్ల ఇండక్టెన్స్‌లో కరెంట్ హెచ్చుతగ్గులను తగ్గించవచ్చని చూడవచ్చు.

అదేవిధంగా, అవుట్‌పుట్ రిపుల్స్ మరియు అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్‌ల మధ్య సంబంధం: VRIPPLE = IMAX/(CO × F). అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్ విలువను పెంచడం వల్ల రిపుల్‌ను తగ్గించవచ్చని చూడవచ్చు.

సాధారణ పద్ధతి ఏమిటంటే, పెద్ద సామర్థ్యం యొక్క ప్రయోజనాన్ని సాధించడానికి అవుట్‌పుట్ కెపాసిటెన్స్ కోసం అల్యూమినియం ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్‌లను ఉపయోగించడం. అయితే, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ శబ్దాన్ని అణచివేయడంలో ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్లు చాలా ప్రభావవంతంగా లేవు మరియు ESR సాపేక్షంగా పెద్దది, కాబట్టి అల్యూమినియం ఎలక్ట్రోలైటిక్ కెపాసిటర్‌ల కొరతను భర్తీ చేయడానికి దాని పక్కనే సిరామిక్ కెపాసిటర్‌ను కలుపుతుంది.

అదే సమయంలో, విద్యుత్ సరఫరా పనిచేస్తున్నప్పుడు, ఇన్‌పుట్ టెర్మినల్ యొక్క వోల్టేజ్ VIN మారదు, కానీ స్విచ్‌తో కరెంట్ మారుతుంది. ఈ సమయంలో, ఇన్‌పుట్ విద్యుత్ సరఫరా కరెంట్‌ను అందించదు, సాధారణంగా కరెంట్ ఇన్‌పుట్ టెర్మినల్ దగ్గర (బక్ రకాన్ని ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, స్విచ్ దగ్గర ఉంటుంది), మరియు కరెంట్ అందించడానికి కెపాసిటెన్స్‌ను కలుపుతుంది.

ఈ ప్రతిఘటనను వర్తింపజేసిన తర్వాత, బక్ స్విచ్ విద్యుత్ సరఫరా క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది:

పైన పేర్కొన్న విధానం తరంగాలను తగ్గించడానికి మాత్రమే పరిమితం చేయబడింది. వాల్యూమ్ పరిమితి కారణంగా, ఇండక్టెన్స్ చాలా పెద్దదిగా ఉండదు; అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్ కొంతవరకు పెరుగుతుంది మరియు తరంగాలను తగ్గించడంలో స్పష్టమైన ప్రభావం ఉండదు; స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ పెరుగుదల స్విచ్ నష్టాన్ని పెంచుతుంది. కాబట్టి అవసరాలు కఠినంగా ఉన్నప్పుడు, ఈ పద్ధతి అంత మంచిది కాదు.

విద్యుత్ సరఫరాను మార్చే సూత్రాల కోసం, మీరు వివిధ రకాల స్విచ్చింగ్ పవర్ డిజైన్ మాన్యువల్‌లను చూడవచ్చు.

2. రెండు-స్థాయి వడపోత అంటే మొదటి-స్థాయి LC ఫిల్టర్‌లను జోడించడం.

శబ్దం తరంగదైర్ఘ్యంపై LC ఫిల్టర్ యొక్క నిరోధక ప్రభావం సాపేక్షంగా స్పష్టంగా ఉంటుంది. తొలగించాల్సిన తరంగదైర్ఘ్యం ప్రకారం, ఫిల్టర్ సర్క్యూట్‌ను రూపొందించడానికి తగిన ఇండక్టర్ కెపాసిటర్‌ను ఎంచుకోండి. సాధారణంగా, ఇది తరంగాలను బాగా తగ్గించగలదు. ఈ సందర్భంలో, మీరు ఫీడ్‌బ్యాక్ వోల్టేజ్ యొక్క నమూనా బిందువును పరిగణించాలి. (క్రింద చూపిన విధంగా)

LC ఫిల్టర్ (PA) ముందు నమూనా బిందువు ఎంపిక చేయబడుతుంది మరియు అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ తగ్గుతుంది. ఏదైనా ఇండక్టెన్స్‌కు DC నిరోధకత ఉన్నందున, కరెంట్ అవుట్‌పుట్ ఉన్నప్పుడు, ఇండక్టెన్స్‌లో వోల్టేజ్ డ్రాప్ ఉంటుంది, ఫలితంగా విద్యుత్ సరఫరా యొక్క అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ తగ్గుతుంది. మరియు ఈ వోల్టేజ్ డ్రాప్ అవుట్‌పుట్ కరెంట్‌తో మారుతుంది.

LC ఫిల్టర్ (PB) తర్వాత నమూనా బిందువు ఎంపిక చేయబడుతుంది, తద్వారా అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ మనకు కావలసిన వోల్టేజ్ అవుతుంది. అయితే, విద్యుత్ వ్యవస్థ లోపల ఒక ఇండక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటర్ ప్రవేశపెట్టబడతాయి, ఇది వ్యవస్థ అస్థిరతకు కారణం కావచ్చు.

3. స్విచింగ్ పవర్ సప్లై అవుట్‌పుట్ తర్వాత, LDO ఫిల్టరింగ్‌ను కనెక్ట్ చేయండి

ఇది అలలు మరియు శబ్దాన్ని తగ్గించడానికి అత్యంత ప్రభావవంతమైన మార్గం. అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు అసలు ఫీడ్‌బ్యాక్ వ్యవస్థను మార్చాల్సిన అవసరం లేదు, కానీ ఇది అత్యంత ఖర్చుతో కూడుకున్నది మరియు అత్యధిక విద్యుత్ వినియోగం కూడా.

ఏదైనా LDO కి ఒక సూచిక ఉంటుంది: శబ్దం అణచివేత నిష్పత్తి. ఇది ఫ్రీక్వెన్సీ-DB వక్రరేఖ, క్రింద ఉన్న చిత్రంలో LT3024 LT3024 యొక్క వక్రరేఖ చూపబడింది.

LDO తర్వాత, స్విచ్చింగ్ రిపుల్ సాధారణంగా 10mV కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. LDO ముందు మరియు తరువాత రిపుల్స్ యొక్క పోలిక క్రింది చిత్రంలో ఉంది:

పైన ఉన్న చిత్రంలోని వక్రరేఖ మరియు ఎడమ వైపున ఉన్న తరంగరూపంతో పోలిస్తే, వందల KHz యొక్క స్విచింగ్ అలలకు LDO యొక్క నిరోధక ప్రభావం చాలా మంచిదని చూడవచ్చు. కానీ అధిక పౌనఃపున్య పరిధిలో, LDO ప్రభావం అంత ఆదర్శంగా ఉండదు.

తరంగాలను తగ్గించండి. స్విచింగ్ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క PCB వైరింగ్ కూడా చాలా కీలకం. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ శబ్దం కోసం, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క పెద్ద ఫ్రీక్వెన్సీ కారణంగా, పోస్ట్-స్టేజ్ ఫిల్టరింగ్ ఒక నిర్దిష్ట ప్రభావాన్ని కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ప్రభావం స్పష్టంగా లేదు. ఈ విషయంలో ప్రత్యేక అధ్యయనాలు ఉన్నాయి. సరళమైన విధానం ఏమిటంటే డయోడ్ మరియు కెపాసిటెన్స్ C లేదా RC పై ఉండటం లేదా ఇండక్టెన్స్‌ను సిరీస్‌లో కనెక్ట్ చేయడం.

పైన పేర్కొన్న బొమ్మ వాస్తవ డయోడ్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్. డయోడ్ అధిక వేగంతో ఉన్నప్పుడు, పరాన్నజీవి పారామితులను పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. డయోడ్ యొక్క రివర్స్ రికవరీ సమయంలో, సమానమైన ఇండక్టెన్స్ మరియు సమానమైన కెపాసిటెన్స్ RC ఓసిలేటర్‌గా మారాయి, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ డోలనాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఈ అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ డోలనాన్ని అణచివేయడానికి, డయోడ్ యొక్క రెండు చివర్లలో కెపాసిటెన్స్ C లేదా RC బఫర్ నెట్‌వర్క్‌ను కనెక్ట్ చేయడం అవసరం. నిరోధకత సాధారణంగా 10Ω-100 ω, మరియు కెపాసిటెన్స్ 4.7PF-2.2NF.

డయోడ్ C లేదా RC పై కెపాసిటెన్స్ C లేదా RC ని పదే పదే పరీక్షల ద్వారా నిర్ణయించవచ్చు. దానిని సరిగ్గా ఎంచుకోకపోతే, అది మరింత తీవ్రమైన డోలనానికి కారణమవుతుంది.