Nguyên nhân gây ra gợn sóng và tiếng ồn khi chuyển mạch nguồn điện
Đầu ra của nguồn điện chuyển mạch không phải là điện áp DC thuần túy mà có một số thành phần AC bên trong gây ra bởi gợn sóng và nhiễu. Gợn sóng là sự dao động của điện áp DC đầu ra, có liên quan đến hoạt động chuyển mạch của nguồn điện chuyển mạch. Trong mỗi quá trình đóng mở, năng lượng điện được “bơm” từ đầu vào đến đầu ra, tạo thành quá trình nạp và xả, dẫn đến điện áp đầu ra dao động, có tần số tương tự tần số của công tắc. Điện áp gợn là giá trị cực đại đến cực đại giữa đỉnh và đáy của gợn sóng, kích thước của nó liên quan đến công suất và chất lượng của tụ điện đầu vào và đầu ra của nguồn điện chuyển mạch.
Có hai lý do gây ra tiếng ồn: một là do chính bộ nguồn chuyển mạch tạo ra; Một loại khác là nhiễu từ các trường điện từ bên ngoài (EMI), có thể xâm nhập vào nguồn điện chuyển mạch thông qua bức xạ hoặc đầu vào qua đường dây điện.
Tiếng ồn do chính bộ nguồn chuyển mạch tạo ra là một chuỗi xung tần số cao gây ra bởi các xung sắc nét được tạo ra tại thời điểm dẫn và cắt công tắc, còn được gọi là nhiễu chuyển mạch. Tần số của chuỗi xung nhiễu cao hơn nhiều so với tần số chuyển mạch và điện áp nhiễu là giá trị cực đại đến cực đại của nó. Biên độ của điện áp nhiễu phần lớn liên quan đến cấu trúc liên kết của nguồn điện chuyển mạch, trạng thái ký sinh trong mạch và thiết kế của PCB.
Có thể nhìn thấy dạng sóng của gợn sóng và nhiễu bằng máy hiện sóng, như trong Hình 1. Tần số của gợn sóng bằng tần số của ống chuyển mạch, trong khi tần số của nhiễu gấp đôi tần số của ống chuyển mạch. Tổng giá trị cực đại đến cực đại của điện áp gợn sóng và điện áp nhiễu là điện áp gợn sóng và nhiễu, được biểu thị bằng mVp-p.
Phương pháp đo gợn sóng và tiếng ồn
Điện áp gợn và nhiễu là một trong những thông số hiệu suất chính của nguồn điện chuyển mạch, vì vậy làm thế nào để đo chính xác chúng là một vấn đề rất quan trọng. Hiện nay, phương pháp đo gợn sóng và điện áp nhiễu đang sử dụng máy hiện sóng băng thông rộng, có thể đo chính xác các giá trị điện áp gợn sóng và nhiễu.
Do có nhiều loại nguồn cung cấp năng lượng chuyển mạch (với cấu trúc liên kết, tần số hoạt động, công suất đầu ra và yêu cầu kỹ thuật khác nhau), các nhà sản xuất khác nhau sử dụng phương pháp đo dao động và các thiết bị đo không hoàn toàn giống nhau. Do đó, mỗi nhà máy đều có tiêu chuẩn riêng để đo các bộ nguồn chuyển mạch khác nhau, đó là tiêu chuẩn doanh nghiệp.
Sơ đồ khối của thiết bị đo gợn sóng và tiếng ồn sử dụng máy hiện sóng được thể hiện trong Hình 2. Nó bao gồm bộ cấp nguồn chuyển mạch, tải, máy hiện sóng và dây đo đã được thử nghiệm. Một số thiết bị đo còn có các bộ phận như cuộn cảm, tụ điện và điện trở được hàn vào chúng.
