عامل التموج وإمدادات الطاقة
تتمثل الوظيفة الرئيسية لمصدر الطاقة في توفير الطاقة الكهربائية للمنتجات الإلكترونية ، ولكنها ستؤدي حتماً إلى حدوث تموجات وضوضاء وما إلى ذلك أثناء تزويد الطاقة ، مما يقلل من استقرار وموثوقية النظام الإلكتروني وحتى المنتج بأكمله.
يمكن أن يؤثر تموج الجهد بشكل كبير على الدوائر المختلفة لإمداد الطاقة ، مثل دائرة تحويل A / D ، ودائرة مكبر التشغيل ، ودائرة مرشح المعدل ، وما إلى ذلك. تشتمل التطبيقات الشائعة على المخاطر التالية:
يتم إنشاء التوافقيات غير المتوقعة للتسبب في حوادث ناجمة عن زيادة الجهد أو التيار الزائد ؛ زيادة الخسارة الإضافية وتقليل كفاءة واستخدام المعدات الكهربائية ؛
جعل المعدات تعمل بشكل غير طبيعي ، وتسريع الشيخوخة ، وتقصير عمر الخدمة ؛ جعل حماية الترحيل والأجهزة الآلية وأنظمة الكمبيوتر وغيرها من المعدات تعمل بشكل غير طبيعي أو تفشل في العمل بشكل طبيعي ؛
جعل أدوات القياس والقياس تنحرف ؛ تتداخل مع أنظمة الاتصالات ، وتقلل من جودة إرسال الإشارات ، بل وتتلف معدات الاتصال.
لذلك ، عند تصميم المنتجات الإلكترونية ، من الضروري قياس التموج بدقة وقمع التموج ضمن نطاق معين.
1 تموج امدادات الطاقة وعامل تموج
بالمعنى الدقيق للكلمة ، يشتمل مصدر الطاقة المستقر على أربعة أجزاء: محول الطاقة ، ودائرة المعدل ، ودائرة الفلتر ، ودائرة مثبت الجهد. نظرًا لأن DC-DC يمكن اعتباره أيضًا مصدر طاقة مستقر ، فإن دائرة المعدل ودائرة المرشح ودائرة الجهد المستقر تعتبر الأجزاء الثلاثة الضرورية لمصدر الطاقة المستقر [1].
تستخدم دائرة المعدل أجهزة موصلة أحادية الاتجاه لتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر نابض. التيار المباشر النابض ليس سلسًا ويحتوي على كمية كبيرة من التيار المتردد.
تستخدم دائرة المرشح عنصر تخزين الطاقة لتحويل التيار المباشر النابض إلى تيار مباشر مسطح نسبيًا. نظرًا للأداء المختلف لدائرة المرشح ، على الرغم من أنه يمكن تصفية معظم مكونات التيار المتردد ، إلا أنه لا يمكن ترشيحها بالكامل.
تستخدم دائرة تثبيت الجهد بعد التصحيح والتصفية وظيفة ضبط الدائرة لتثبيت جهد الخرج وتقليل مكون التيار المتردد إلى الحد الأدنى. يسمى مكون التيار المتردد هذا الذي لا يمكن ترشيحه بالكامل مع خرج الجهد المستقر بجهد تموج.
من أجل توصيف أداء المرشح لمصدر الطاقة المنظم للتيار المستمر ، تم تقديم مفهوم معامل التموج [2-3]. حدد معامل التموج ψ كقيمة النسبة المئوية للقيمة الفعالة لجهد التموج Vr والجهد الناتج DC Vo ، وهما:
معامل التموج هو مؤشر مهم لتقييم الإنتاج المستقر والنقي لإمداد طاقة التيار المستمر. وفقًا للصيغة أعلاه ، يمكن ملاحظة أن جهد التموج يحتاج إلى قياس للعثور على معامل التموج.
2 قياس تموج امدادات الطاقة
يتطلب القياس الدقيق لتموج مصدر الطاقة عمومًا أداتين ، وهما الحمل الإلكتروني (الحمل الإلكتروني) وراسم الذبذبات للتخزين الرقمي (راسم الذبذبات للتخزين الرقمي ، DSO).
الحمل الإلكتروني مناسب لضبط التيار ، ويتم ضبطه بشكل عام في وضع المقاومة الثابتة (CR) ؛ يمكن أن يلتقط راسم الذبذبات للتخزين الرقمي الشكل الموجي الكامل للتموج وتخزينه وتضخيمه وقراءة قيمة التموج. استبدل قراءة الذبذبات في الصيغة للحصول على عامل التموج.
عند القياس ، يجب الانتباه إلى النقطتين التاليتين (هاتان النقطتان مهمتان بشكل خاص لدقة نتائج القياس):
(1) يجب فصل السلك الأرضي للمسبار من راسم التخزين الرقمي واستبداله بدبوس الزنبرك الأرضي في مجموعة المجس. يمكن أن يمنع اقتران حلقة الأرض في ضوضاء EMI ويجعل نتيجة القياس غير دقيقة.
السلك الأرضي للمسبار طويل جدًا ومنطقة الحلقة كبيرة جدًا ، مما يؤدي إلى تكوين هوائي استقبال أو فوضى عالية التردد أو ضوضاء EMI سيتم إقرانها بالإشارة المقاسة.
(2) يحتاج راسم التخزين الرقمي نفسه إلى ضبط الإعدادات.
يحتاج راسم الذبذبات للتخزين الرقمي إلى أساس جيد لتصفية الفوضى المضافة من مصدر الطاقة ؛ استخدام اقتران التيار المتردد من راسم الذبذبات للتخزين الرقمي لمنع التيار المستمر ، مما يجعل اختبار التموج أكثر سهولة ودقة ؛
يتطلب اختبار التموج العام أن يكون التردد محدودًا تحت 20 ميجا هرتز ، لذلك يجب أن يفتح راسم الذبذبات للتخزين الرقمي حد النطاق الترددي 20 ميجا هرتز لعزل الضوضاء عالية التردد.
3 طرق لقمع تموج امدادات الطاقة
لقمع تموج جهد الخرج لمصدر الطاقة المنظم ، يتم اعتماد الطرق الأربعة التالية بشكل عام: طريقة ترشيح RLC ، وطريقة ترشيح الوضع الشائع ، وطريقة تصفية الحلقة المغناطيسية الفريتية ومجموعة من الطرق الثلاث.
يتم توضيح دائرة المرشح لقمع تموج إمداد الطاقة DC-DC من خلال التحقق التجريبي. في تجربة التحقق ، تم تحديد مصدر طاقة 100W DC-DC بإدخال 48 فولت وإخراج 5 فولت ، والنموذج هو SD -100 C -5 من Meanwell.
يختار راسم الذبذبات للتخزين الرقمي GDS -1072 B من GWINSTEK ، وعرض النطاق الترددي 70 ميجاهرتز ، ومعدل أخذ العينات هو 1GSa / s ، وعمق التخزين لكل قناة هو 10M.
الحمل الإلكتروني هو PEL {{0}} من GWINSTEK ، نطاق الجهد هو 1.5V ~ 150V ، النطاق الحالي هو 0 ~ 35A ، والطاقة 175W.
وفقًا لهذا الحساب ، فإن التيار في الدائرة هو 20A. الشكل 3 هو مخطط كتلة الاتصال لاختبار تموج الطاقة.
من أجل جعل تأثير كبت تموج مصدر الطاقة أكثر سهولة ووضوحًا ، تكون دائرة المرشح SD -100 C -5 قصيرة الدائرة أولاً ، ويتم قياس تموج جهد الخرج. يمكن الحصول على تموج مصدر الطاقة 85.6mVpp تقريبًا ، والقيمة الفعالة هي 48.2mVrms.
