Sådan løses støjen ved at skifte strømforsyning
Sluk, lille størrelse, lave omkostninger og høj effektivitet gør det til en stor værdi.
Dens største ulempe er dog høj udgangsstøj på grund af høje koblingstransienter. Det er denne mangel, der forhindrer dem i at blive brugt i højtydende analoge kredsløb hovedsageligt drevet af lineære regulatorer.
Det er imidlertid blevet bevist, at i mange applikationer kan en korrekt filtreret switching-konverter erstatte en lineær regulator for at generere en strømforsyning med lav støj.
Derfor er det nødvendigt at designe et optimeret og dæmpet flertrinsfilter for at eliminere udgangsstøjen fra switching power converter.
Eksempelkredsløbet i denne artikel vil bruge en boost-konverter, men resultaterne kan anvendes direkte på enhver DC-DC-konverter. Figur 1 viser de grundlæggende bølgeformer for en boost-konverter i konstant strømtilstand (CCM).
Figur 1. Grundlæggende spændings- og strømbølgeformer for en boostkonverter
Udgangsfilteret er vigtigt for en boosttopologi eller enhver anden topologi med diskontinuerlig strømtilstand på grund af de hurtige stignings- og faldtider for strømmen i switch B. Dette resulterer i parasitisk induktans i excitationskontakterne, layoutet og udgangskondensatorerne. Resultatet er, at udgangsbølgeformen ved faktisk brug ligner figur 2 mere end figur 1, selv med godt layout og keramiske udgangskondensatorer.
2. Typiske målte bølgeformer for en boost-konverter i DCM
Omskiftningsrippelen (switchingsfrekvensen) på grund af ændringer i kondensatorladningen er meget lille sammenlignet med udgangsswitchens udæmpede ringning, herefter benævnt udgangsstøj. Typisk varierer denne udgangsstøj fra 10 MHz til over 100 MHz, langt ud over selvresonansfrekvensen for de fleste keramiske udgangskondensatorer. Derfor gør tilføjelse af ekstra kapacitans ikke meget for støjdæmpningen.
Der er også mange typer filtre, der er egnede til at filtrere dette output. Vi vil forklare hvert filter og give et design trin for trin.
Formlerne i dette papir er ikke strenge, og der er lavet nogle rimelige antagelser for at forenkle disse formler til en vis grad. Nogle iterationer er stadig nødvendige, da hver komponent påvirker værdierne af de andre komponenter.
ADIsimPower-designværktøjet undgår dette problem ved at bruge en lineariseringsformel for komponentværdier (såsom pris eller størrelse) for at optimere, før du faktisk vælger komponenter, og derefter optimere outputtet efter valg af faktiske komponenter fra en database med tusindvis af enheder. Men dette kompleksitetsniveau er unødvendigt, når man starter med et design. Ved at bruge de medfølgende beregninger, ved at bruge en SIMPLIS-simulator – såsom den gratis ADIsimPE™ – eller bruge lidt tid ved laboratoriebænken, kan du nå frem til et tilfredsstillende design med minimal indsats.
