పొడి వస్తువులు | ఒక కథనం మారే శక్తి అలల ఉత్పత్తి, కొలత మరియు అణచివేతను పొందుతుంది

మారే శక్తి అలలు అనివార్యం. అవుట్‌పుట్ అలలను సహించదగిన స్థాయికి తగ్గించడమే మా అంతిమ ఉద్దేశ్యం. ఈ ప్రయోజనాన్ని సాధించడానికి అత్యంత ప్రాథమిక పరిష్కారం అలల ఉత్పత్తిని నివారించడం. అన్నింటిలో మొదటిది మరియు కారణం.

స్విచ్ యొక్క స్విచ్‌తో, ఇండక్టెన్స్ Lలోని కరెంట్ కూడా అవుట్‌పుట్ కరెంట్ యొక్క చెల్లుబాటు అయ్యే విలువ వద్ద పైకి క్రిందికి హెచ్చుతగ్గులకు లోనవుతుంది. అందువల్ల, అవుట్‌పుట్ ముగింపులో స్విచ్ వలె అదే పౌనఃపున్యం ఉండే అలలు కూడా ఉంటాయి. సాధారణంగా, రైబర్ యొక్క అలలు దీనిని సూచిస్తాయి, ఇది అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్ మరియు ESR యొక్క సామర్థ్యానికి సంబంధించినది. ఈ అలల యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ మారే విద్యుత్ సరఫరా వలె ఉంటుంది, పదుల నుండి వందల kHz పరిధి ఉంటుంది.

అదనంగా, స్విచ్ సాధారణంగా బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు లేదా MOSFETలను ఉపయోగిస్తుంది. ఏది ఏమైనప్పటికీ, అది ఆన్ చేయబడిన మరియు చనిపోయినప్పుడు పెరుగుదల మరియు తగ్గుదల సమయం ఉంటుంది. ఈ సమయంలో, సర్క్యూట్‌లో శబ్దం ఉండదు, అది స్విచ్ రైజింగ్ తగ్గుదల సమయానికి సమానంగా ఉంటుంది లేదా కొన్ని సార్లు ఉంటుంది మరియు సాధారణంగా పదుల MHz ఉంటుంది. అదేవిధంగా, డయోడ్ D రివర్స్ రికవరీలో ఉంది. సమానమైన సర్క్యూట్ రెసిస్టెన్స్ కెపాసిటర్లు మరియు ఇండక్టర్ల శ్రేణి, ఇది ప్రతిధ్వనిని కలిగిస్తుంది మరియు శబ్దం ఫ్రీక్వెన్సీ పదుల MHz. ఈ రెండు శబ్దాలను సాధారణంగా హై-ఫ్రీక్వెన్సీ నాయిస్ అంటారు, మరియు వ్యాప్తి సాధారణంగా అలల కంటే చాలా పెద్దదిగా ఉంటుంది.

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

మారే శక్తి అలల కొలత

ప్రాథమిక అవసరాలు:

ఓసిల్లోస్కోప్ ACతో కలపడం

20MHz బ్యాండ్‌విడ్త్ పరిమితి

ప్రోబ్ యొక్క గ్రౌండ్ వైర్‌ను అన్‌ప్లగ్ చేయండి

1.AC కలపడం అనేది సూపర్‌పొజిషన్ DC వోల్టేజ్‌ని తీసివేయడం మరియు ఖచ్చితమైన తరంగ రూపాన్ని పొందడం.

2. 20MHz బ్యాండ్‌విడ్త్ పరిమితిని తెరవడం అనేది హై-ఫ్రీక్వెన్సీ నాయిస్ యొక్క జోక్యాన్ని నిరోధించడం మరియు లోపాన్ని నిరోధించడం. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ కూర్పు యొక్క వ్యాప్తి పెద్దది అయినందున, కొలిచినప్పుడు అది తీసివేయబడాలి.

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

మరొక పాయింట్ 50Ω టెర్మినల్‌ను ఉపయోగించడం. ఒస్సిల్లోస్కోప్ యొక్క సమాచారం ప్రకారం, 50Ω మాడ్యూల్ DC కాంపోనెంట్‌ను తీసివేయడం మరియు AC కాంపోనెంట్‌ను ఖచ్చితంగా కొలవడం. అయినప్పటికీ, అటువంటి ప్రత్యేక ప్రోబ్స్‌తో కొన్ని ఒస్సిల్లోస్కోప్‌లు ఉన్నాయి. చాలా సందర్భాలలో, 100kΩ నుండి 10MΩ వరకు ప్రోబ్స్ యొక్క ఉపయోగం ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది తాత్కాలికంగా అస్పష్టంగా ఉంటుంది.

స్విచింగ్ అలలను కొలిచేటప్పుడు పైన పేర్కొన్నవి ప్రాథమిక జాగ్రత్తలు. ఓసిల్లోస్కోప్ ప్రోబ్ నేరుగా అవుట్‌పుట్ పాయింట్‌కి బహిర్గతం కాకపోతే, అది వక్రీకృత పంక్తులు లేదా 50Ω కోక్సియల్ కేబుల్‌ల ద్వారా కొలవబడాలి.

అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ నాయిస్‌ను కొలిచేటప్పుడు, ఓసిల్లోస్కోప్ యొక్క పూర్తి బ్యాండ్ సాధారణంగా వందల మెగా నుండి GHz స్థాయి వరకు ఉంటుంది. ఇతరులు పైన పేర్కొన్న విధంగానే ఉన్నారు. బహుశా వేర్వేరు కంపెనీలు వేర్వేరు పరీక్షా పద్ధతులను కలిగి ఉండవచ్చు. తుది విశ్లేషణలో, మీరు మీ పరీక్ష ఫలితాలను తెలుసుకోవాలి.

ఓసిల్లోస్కోప్ గురించి:

కొన్ని డిజిటల్ ఓసిల్లోస్కోప్ జోక్యం మరియు నిల్వ లోతు కారణంగా అలలను సరిగ్గా కొలవలేదు. ఈ సమయంలో, ఒస్సిల్లోస్కోప్ భర్తీ చేయాలి. కొన్నిసార్లు పాత సిమ్యులేషన్ ఓసిల్లోస్కోప్ బ్యాండ్‌విడ్త్ పదుల మెగా మాత్రమే అయినప్పటికీ, పనితీరు డిజిటల్ ఓసిల్లోస్కోప్ కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది.

మారే శక్తి అలల నిరోధం

అలలను మార్చడానికి, సిద్ధాంతపరంగా మరియు వాస్తవానికి ఉనికిలో ఉన్నాయి. అణచివేయడానికి లేదా తగ్గించడానికి మూడు మార్గాలు ఉన్నాయి:

1. ఇండక్టెన్స్ మరియు అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్ ఫిల్టరింగ్‌ను పెంచండి

స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై యొక్క సూత్రం ప్రకారం, ఇండక్టివ్ ఇండక్టెన్స్ యొక్క ప్రస్తుత హెచ్చుతగ్గుల పరిమాణం మరియు ఇండక్టెన్స్ విలువ విలోమానుపాతంలో ఉంటాయి మరియు అవుట్‌పుట్ అలలు మరియు అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్లు విలోమానుపాతంలో ఉంటాయి. అందువల్ల, ఎలక్ట్రికల్ మరియు అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్‌లను పెంచడం వల్ల అలలను తగ్గించవచ్చు.

పైన ఉన్న చిత్రం స్విచింగ్ పవర్ సప్లై ఇండక్టర్ L లోని ప్రస్తుత వేవ్‌ఫారమ్. దాని రిపుల్ కరెంట్ △ i కింది ఫార్ములా నుండి లెక్కించవచ్చు:

L విలువను పెంచడం లేదా స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచడం వలన ఇండక్టెన్స్‌లో ప్రస్తుత హెచ్చుతగ్గులను తగ్గించవచ్చు.

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

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

అదే సమయంలో, విద్యుత్ సరఫరా పని చేస్తున్నప్పుడు, ఇన్పుట్ టెర్మినల్ యొక్క వోల్టేజ్ VIN మారదు, కానీ స్విచ్తో ప్రస్తుత మార్పులు. ఈ సమయంలో, ఇన్‌పుట్ విద్యుత్ సరఫరా కరెంట్ వెల్‌ను అందించదు, సాధారణంగా కరెంట్ ఇన్‌పుట్ టెర్మినల్ సమీపంలో (బక్ రకాన్ని ఉదాహరణగా తీసుకుంటే, స్విచ్ సమీపంలో ఉంది), మరియు కరెంట్ అందించడానికి కెపాసిటెన్స్‌ను కలుపుతుంది.

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

పై విధానం అలలను తగ్గించడానికి పరిమితం చేయబడింది. వాల్యూమ్ పరిమితి కారణంగా, ఇండక్టెన్స్ చాలా పెద్దది కాదు; అవుట్పుట్ కెపాసిటర్ ఒక నిర్దిష్ట స్థాయికి పెరుగుతుంది మరియు అలలను తగ్గించడంలో స్పష్టమైన ప్రభావం ఉండదు; స్విచ్ ఫ్రీక్వెన్సీ పెరుగుదల స్విచ్ నష్టాన్ని పెంచుతుంది. కాబట్టి అవసరాలు కఠినంగా ఉన్నప్పుడు, ఈ పద్ధతి చాలా మంచిది కాదు.

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

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

శబ్దం అలలపై LC ఫిల్టర్ యొక్క నిరోధక ప్రభావం సాపేక్షంగా స్పష్టంగా ఉంటుంది. తీసివేయవలసిన అలల ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రకారం, ఫిల్టర్ సర్క్యూట్‌ను రూపొందించడానికి తగిన ఇండక్టర్ కెపాసిటర్‌ను ఎంచుకోండి. సాధారణంగా, ఇది అలలను బాగా తగ్గించగలదు. ఈ సందర్భంలో, మీరు ఫీడ్‌బ్యాక్ వోల్టేజ్ యొక్క నమూనా పాయింట్‌ను పరిగణించాలి. (క్రింద చూపిన విధంగా)

LC ఫిల్టర్ (PA) కంటే ముందుగా నమూనా పాయింట్ ఎంచుకోబడుతుంది మరియు అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ తగ్గించబడుతుంది. ఏదైనా ఇండక్టెన్స్ DC నిరోధకతను కలిగి 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 పాయింట్ ఎంపిక చేయబడుతుంది, తద్వారా అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ మనకు కావలసిన వోల్టేజ్. అయినప్పటికీ, పవర్ సిస్టమ్ లోపల ఇండక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటర్ ప్రవేశపెట్టబడ్డాయి, ఇది సిస్టమ్ అస్థిరతకు కారణం కావచ్చు.

3. స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై యొక్క అవుట్‌పుట్ తర్వాత, LDO ఫిల్టరింగ్‌ను కనెక్ట్ చేయండి

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

ఏదైనా LDOకి సూచిక ఉంటుంది: నాయిస్ సప్రెషన్ రేషియో. ఇది ఫ్రీక్వెన్సీ-DB కర్వ్, దిగువ చిత్రంలో చూపిన విధంగా LT3024 LT3024 వక్రరేఖ.

LDO తర్వాత, స్విచింగ్ రిపుల్ సాధారణంగా 10mV కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. కింది బొమ్మ LDOకి ముందు మరియు తర్వాత అలల పోలిక:

పైన ఉన్న బొమ్మ యొక్క వంపు మరియు ఎడమ వైపున ఉన్న తరంగ రూపంతో పోలిస్తే, LDO యొక్క నిరోధక ప్రభావం వందల KHz యొక్క స్విచింగ్ అలల కోసం చాలా మంచిదని చూడవచ్చు. కానీ అధిక పౌనఃపున్యం పరిధిలో, LDO ప్రభావం అంత ఆదర్శంగా ఉండదు.

అలలను తగ్గించండి. మారే విద్యుత్ సరఫరా యొక్క PCB వైరింగ్ కూడా కీలకం. అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ నాయిస్ కోసం, అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క పెద్ద ఫ్రీక్వెన్సీ కారణంగా, పోస్ట్-స్టేజ్ ఫిల్టరింగ్ నిర్దిష్ట ప్రభావాన్ని కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ప్రభావం స్పష్టంగా లేదు. ఈ విషయంలో ప్రత్యేక అధ్యయనాలు ఉన్నాయి. సాధారణ విధానం డయోడ్ మరియు కెపాసిటెన్స్ C లేదా RC లేదా సిరీస్‌లో ఇండక్టెన్స్‌ను కనెక్ట్ చేయడం.

పై బొమ్మ వాస్తవ డయోడ్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్. డయోడ్ హై-స్పీడ్ అయినప్పుడు, పరాన్నజీవి పారామితులను పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. డయోడ్ యొక్క రివర్స్ రికవరీ సమయంలో, సమానమైన ఇండక్టెన్స్ మరియు సమానమైన కెపాసిటెన్స్ RC ఓసిలేటర్‌గా మారాయి, ఇది అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ డోలనాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ డోలనాన్ని అణిచివేసేందుకు, డయోడ్ యొక్క రెండు చివర్లలో కెపాసిటెన్స్ C లేదా RC బఫర్ నెట్‌వర్క్‌ను కనెక్ట్ చేయడం అవసరం. ప్రతిఘటన సాధారణంగా 10Ω-100 ω, మరియు కెపాసిటెన్స్ 4.7PF-2.2NF.

డయోడ్ C లేదా RC పై కెపాసిటెన్స్ C లేదా RC పునరావృత పరీక్షల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. సరిగ్గా ఎంపిక చేయకపోతే, అది మరింత తీవ్రమైన డోలనాన్ని కలిగిస్తుంది.