Фактор таласања и напајање
Главна функција напајања је да обезбеди електричну енергију за електронске производе, али ће неизбежно довести до таласања, буке итд. током напајања, што ће смањити стабилност и поузданост електронског система, па чак и целог производа.
Мрешкање напона може у великој мери утицати на различита кола напајања, као што су А/Д коло за конверзију, коло оперативног појачала, коло филтера исправљача, итд. Уобичајене примене имају следеће опасности:
Неочекивани хармоници се генеришу да изазову незгоде узроковане пренапоном или прекомерном струјом; повећати додатни губитак и смањити ефикасност и искоришћеност електричне опреме;
Учините да опрема ради ненормално, убрзајте старење и скратите век трајања; учинити да релејна заштита, аутоматски уређаји, рачунарски системи и друга опрема раде ненормално или не раде нормално;
Учинити да мерни и мерни инструменти одступе; ометају комуникационе системе, смањују квалитет преноса сигнала, па чак и оштећују комуникациону опрему.
Због тога је при пројектовању електронских производа неопходно прецизно измерити таласање и сузбити таласање у одређеном опсегу.
1 Таласање напајања и фактор таласања
Строго говорећи, стабилизовано напајање укључује четири дела: енергетски трансформатор, коло исправљача, коло филтера и коло стабилизатора напона. Пошто се ДЦ-ДЦ такође може посматрати као стабилизовано напајање, исправљачко коло, коло филтера и коло стабилизованог напона се сматрају неопходним трима дела стабилизованог напајања [1].
Коло исправљача користи једносмерне проводне уређаје за претварање наизменичне струје у пулсирајућу једносмерну струју. Пулсирајућа једносмерна струја није глатка и садржи велику количину наизменичне струје.
Коло филтера користи елемент за складиштење енергије за претварање пулсирајуће једносмерне струје у релативно равну једносмерну струју. Због различитих перформанси круга филтера, иако се већина компоненти наизменичне струје може филтрирати, оне се не могу у потпуности филтрирати.
Коло за стабилизацију напона након исправљања и филтрирања користи функцију подешавања кола да стабилизује излазни напон и смањи АЦ компоненту на минимум. Ова компонента наизменичне струје која се не може у потпуности филтрирати са стабилним излазним напоном назива се таласни напон.
Да би се окарактерисале перформансе филтера ДЦ регулисаног напајања, уведен је концепт коефицијента таласа [2-3]. Дефинишите коефицијент таласања ψ као процентуалну вредност ефективне вредности напона таласа Вр и једносмерног излазног напона Во, и то:
Коефицијент таласања је важан индекс за процену стабилног и чистог излаза једносмерног напајања. Према горњој формули, може се видети да је потребно измерити напон таласања да би се нашао коефицијент таласа.
2 Мерење таласа напајања
За прецизно мерење таласа напајања генерално су потребна два инструмента, наиме електронско оптерећење (Елецтрониц Лоад) и дигитални осцилоскоп за складиштење (Дигитал Стораге Осциллосцопе, ДСО).
Електронско оптерећење је погодно за подешавање струје и углавном је подешено у режиму константног отпора (ЦР); дигитални осцилоскоп за складиштење може директно да ухвати цео талас таласа, ускладишти га и појача, и очита вредност таласа. Замените очитавање осцилоскопа у формулу да бисте добили фактор таласања.
Приликом мерења морате обратити пажњу на следеће две тачке (ове две тачке су посебно важне за тачност резултата мерења):
(1) Жица за уземљење сонде дигиталног осцилоскопа за складиштење мора бити искључена и замењена иглом опруге за уземљење у склопу сонде. Може спречити спајање петље уземљења са ЕМИ шумом и учинити резултат мерења нетачним.
Жица за уземљење сонде је предугачка и подручје петље је превелико, формирајући пријемну антену, високофреквентни сметњи или ЕМИ шум ће бити повезани у измерени сигнал.
(2) Сам дигитални осцилоскоп за складиштење треба да подеси подешавања.
Дигитални осцилоскоп за складиштење треба да има добро уземљење да би додатно филтрирао неред који се додаје из напајања; користите АЦ спојницу дигиталног осцилоскопа за складиштење да блокирате ДЦ, чинећи тест таласања интуитивнијим и прецизнијим;
Општи тест таласања захтева да фреквенција буде ограничена испод 20МХз, тако да би осцилоскоп за дигитално складиштење требало да отвори ограничење пропусног опсега од 20МХз да би изоловао високофреквентни шум.
3 Методе за сузбијање таласа напајања
Да би се сузбило таласање излазног напона регулисаног напајања, генерално се усвајају следеће четири методе: РЛЦ метода филтрирања, метода филтрирања уобичајеног начина, метода филтрирања феритног магнетног прстена и комбинација три методе.
Експерименталном верификацијом демонстрирано је коло филтера за сузбијање таласа ДЦ-ДЦ напајања. У верификационом експерименту изабрано је 100В ДЦ-ДЦ напајање са 48В улаза и 5В излазом, а модел је СД-100Ц-5 компаније Меанвелл.
Осцилоскоп за дигитално складиштење бира ГДС-1072Б ГВИНСТЕК-а, пропусни опсег је 70МХз, брзина узорковања је 1ГСа/с, а дубина складиштења сваког канала је 10М.
Електронско оптерећење је ПЕЛ{{0}} од ГВИНСТЕК-а, опсег напона је 1,5В~150В, опсег струје је 0~35А, а снага је 175В.
Према овом прорачуну, струја у колу је 20А. Слика 3 је блок дијаграм повезивања теста таласања снаге.
Да би ефекат потискивања таласања напајања био интуитивнији и очигледнији, коло филтера СД-100Ц-5 је прво кратко спојено и мери се таласање његовог излазног напона. Може се добити да је таласност напајања приближно 85,6 мВпп, а ефективна вредност је 48,2 мВрмс.
