Hvordan løse støyen ved å bytte strømforsyning
Strøm av, liten størrelse, lav pris og høy effektivitet gjør det til en stor verdi.
Den største ulempen er imidlertid høy utgangsstøy på grunn av høye svitsjetransienter. Det er denne mangelen som hindrer dem i å bli brukt i høyytelses analoge kretser hovedsakelig drevet av lineære regulatorer.
Imidlertid er det bevist at i mange applikasjoner kan en riktig filtrert svitsjingsomformer erstatte en lineær regulator for å generere en strømforsyning med lavt støynivå.
Derfor er det nødvendig å designe et optimert og dempet flertrinnsfilter for å eliminere utgangsstøyen fra svitsjeeffektomformeren.
Eksempelkretsen i denne artikkelen vil bruke en boost-omformer, men resultatene kan brukes direkte på en hvilken som helst DC-DC-omformer. Figur 1 viser de grunnleggende bølgeformene til en boost-omformer i konstantstrømmodus (CCM).
Figur 1. Grunnleggende spennings- og strømbølgeformer for en boost-omformer
Utgangsfilteret er viktig for en boosttopologi, eller enhver annen topologi med diskontinuerlig strømmodus, på grunn av de raske stige- og falltidene til strømmen i bryter B. Dette resulterer i parasittisk induktans i eksitasjonsbryterne, layout og utgangskondensatorer. Resultatet er at i faktisk bruk ser utgangsbølgeformen mer ut som figur 2 enn figur 1, selv med god layout og keramiske utgangskondensatorer.
2. Typiske målte bølgeformer for en boost-omformer i DCM
Svitsjerippelen (svitsjefrekvensen) på grunn av endringer i kondensatorladingen er svært liten sammenlignet med den udempede ringingen av utgangsbryteren, heretter referert til som utgangsstøy. Vanligvis varierer denne utgangsstøyen fra 10 MHz til over 100 MHz, langt utover selvresonansfrekvensen til de fleste keramiske utgangskondensatorer. Derfor gjør det ikke mye for støydemping å legge til ekstra kapasitans.
Det finnes også mange typer filtre som er egnet for å filtrere denne utgangen. Vi vil forklare hvert filter og gi et design trinn for trinn.
Formlene i denne artikkelen er ikke strenge, og det er gjort noen rimelige antakelser for å forenkle disse formlene til en viss grad. Noen iterasjoner er fortsatt nødvendig, siden hver komponent påvirker verdiene til de andre komponentene.
ADIsimPower-designverktøyet unngår dette problemet ved å bruke en lineariseringsformel for komponentverdier (som kostnad eller størrelse) for å optimalisere før du faktisk velger komponenter, og deretter optimalisere utdata etter å ha valgt faktiske komponenter fra en database med tusenvis av enheter. Men dette kompleksitetsnivået er unødvendig når du starter med et design. Ved å bruke de medfølgende beregningene, bruke en SIMPLIS-simulator – for eksempel gratis ADIsimPE™ – eller bruke litt tid på laboratoriebenken, kan du komme frem til et tilfredsstillende design med minimal innsats.
