1. Schakelactie van schakelapparaten: het in- en uitschakelen van schakelapparaten (zoals MOSFET's, IGBT's) binnen een schakelende voeding genereert hoog-frequente spannings- en stroomveranderingen. Deze veranderingen worden doorgegeven via de uitgang van de voeding en vormen een rimpel. Hoe hoger de schakelfrequentie, hoe hoger de frequentie van de rimpel.
2.ESR en ESL van de uitgangsfiltercondensator: De Equivalent Series Resistance (ESR) en Equivalent Series Inductance (ESL) van de uitgangsfiltercondensator veroorzaken spanningsschommelingen tijdens het laad- en ontlaadproces van de condensator, waardoor rimpelingen ontstaan. Grotere ESR- en ESL-waarden resulteren in een grotere rimpel.
3. Fluctuaties in de ingangsspanning: Fluctuaties in de ingangsspanning beïnvloeden de uitgangsspanning via de overdrachtsfunctie van de schakelende voeding, waardoor een rimpel in de uitgangsspanning ontstaat. Fluctuaties in de ingangsspanning kunnen het gevolg zijn van netvariaties of veranderingen in andere belastingen.
4. Veranderingen in de belastingsstroom: Snelle veranderingen in de belastingsstroom zorgen ervoor dat de uitgangsfiltercondensator sneller wordt opgeladen en ontladen, wat resulteert in een grotere rimpel. Hoe sneller de belastingsstroom verandert, hoe groter de rimpel.
5. Elektromagnetische interferentie (EMI): Schakelende voedingen genereren tijdens bedrijf elektromagnetische interferentie. Deze interferentie kan worden overgedragen via de uitgang van de voeding, waardoor een rimpel ontstaat. Bronnen van EMI zijn onder meer de schakelwerking van de apparaten en de lekinductie van transformatoren.
6. Instabiliteit van de regellus: als de regellus van de schakelende voeding niet goed is ontworpen, kan dit oscillaties of fluctuaties in de uitgangsspanning veroorzaken, die zich manifesteren als rimpelingen. Instabiliteit van de regellus kan het gevolg zijn van vertragingen in het feedbacknetwerk of een onjuist ontwerp van het compensatienetwerk.
Methoden om de rimpel van de schakelvoeding te verminderen
1. Optimaliseer het aandrijfcircuit voor schakelapparaten: door het aandrijfcircuit voor de schakelapparaten te optimaliseren, kunnen schakelverliezen en schakeltijden worden verminderd, waardoor de rimpel wordt verlaagd.
2. Selecteer filtercondensatoren met lage ESR en lage ESL: Het kiezen van filtercondensatoren met lage ESR en lage ESL vermindert de spanningsschommelingen die worden gegenereerd tijdens het laad- en ontlaadproces van de condensator, waardoor de rimpel wordt geminimaliseerd.
3. Vergroot de capaciteit van de uitgangsfiltercondensator: het verhogen van de capaciteit van de uitgangsfiltercondensator helpt de schommelingen in de uitgangsspanning te dempen, waardoor de rimpel wordt verminderd.
4. Gebruik een LC-filter: het toevoegen van een LC-filter aan de uitgang kan de hoogfrequente rimpel verder verzwakken, waardoor de rimpel van de uitgangsspanning wordt verminderd.
5. Optimaliseer het ontwerp van de regellus: door het ontwerp van de regellus te optimaliseren, worden de stabiliteit en reactiesnelheid van de regellus verbeterd, waardoor schommelingen in de uitgangsspanning worden verminderd en de rimpel wordt verlaagd.
6. EMI afscherming en filter: Het implementeren van afschermings- en filtertechnieken voor EMI vermindert de impact van elektromagnetische interferentie op de uitgangsspanning, waardoor de rimpel wordt geminimaliseerd.
