Krótkie wprowadzenie

Napięcie tętnienia to wahania napięcia na wyjściu zasilacza prądu stałego , odnoszące się do składowej prądu przemiennego napięcia wyjściowego. Nadmierne napięcie tętnienia może mieć wpływ na normalną pracę urządzeń elektronicznych, dlatego zmniejszenie napięcia tętnienia jest ważną kwestią, którą należy uwzględnić w procesie projektowania zasilacza. W tym artykule zostaną przedstawione niektóre powszechnie stosowane metody zmniejszania napięcia tętniącego.

1. Kondensator filtrujący
Kondensator filtrujący jest powszechnie stosowaną metodą redukcji napięcia tętniącego. Wybierając odpowiednią wartość pojemności, można odfiltrować większość składowych prądu przemiennego w napięciu wyjściowym, redukując w ten sposób napięcie tętnienia. Ogólnie rzecz biorąc, im większa wartość pojemności, tym lepszy efekt filtrowania. Należy jednak zauważyć, że wysoka wartość pojemności może zwiększyć koszt i objętość, podczas gdy niska wartość pojemności może nie zapewnić dobrych wyników filtrowania.

2. Zwiększ indukcyjność
Dodanie elementów indukcyjnych do obwodu wyjściowego prądu stałego może skutecznie zmniejszyć napięcie tętnienia. Elementy indukcyjne charakteryzują się wysoką impedancją wobec prądu przemiennego, odgrywając w ten sposób rolę filtrującą w obwodach. Zwiększając liczbę i wartość elementów indukcyjnych, można jeszcze bardziej zmniejszyć napięcie tętnienia. Należy zauważyć, że dobór elementów indukcyjnych powinien być zoptymalizowany zgodnie ze scenariuszami i wymaganiami konkretnego zastosowania.

3. Użyj regulatora napięcia
Stabilizator napięcia jest powszechnie używanym elementem zarządzania energią, który może zapewnić stabilne napięcie wyjściowe. Wprowadzając napięcie tętnienia na końcu wejściowym regulatora napięcia, można uzyskać napięcie prawie pozbawione tętnienia na końcu wyjściowym regulatora napięcia. Regulatory zazwyczaj wykorzystują kontrolę ze sprzężeniem zwrotnym, aby utrzymać stabilne napięcie wyjściowe poprzez ciągłą regulację swoich obwodów wewnętrznych. Wybór odpowiedniego regulatora napięcia i zaprojektowanie obwodu sprzężenia zwrotnego może skutecznie zmniejszyć napięcie tętnienia.

4. Optymalizacja układu zasilania
Rozsądna optymalizacja układu zasilania może zmniejszyć tętnienie napięcia. Po pierwsze, ważne jest oddzielenie obwodów wysokiej i niskiej częstotliwości. Zakłócenia pomiędzy obwodami wysokiej i niskiej częstotliwości mogą prowadzić do wzrostu napięcia tętniącego. Po drugie, ważne jest, aby zwrócić uwagę na okablowanie pomiędzy zasilaczem a obciążeniem, zmniejszyć długość okablowania i podjąć rozsądne środki izolujące, aby zmniejszyć przesłuchy pomiędzy zasilaczem a obciążeniem, redukując w ten sposób napięcie tętnienia. Na koniec należy zastosować rozsądny układ przewodu uziemiającego, aby uniknąć zakłóceń
z obwodu przewodu uziemiającego i zmniejszyć napięcie tętnienia.

5. Wybierz odpowiedni transformator
Transformatory są powszechnie używanymi elementami zasilaczy prądu stałego, a wybór odpowiedniego transformatora może zmniejszyć tętnienie napięcia. Ogólnie rzecz biorąc, w konstrukcji transformatora można zastosować technologię wielostopniowej przerwy, która zwiększa opór magnetyczny żelaznego rdzenia poprzez tworzenie szczelin na żelaznym rdzeniu, zwiększając w ten sposób częstotliwość roboczą
i prąd nasycenia transformatora. Może to zmniejszyć tętnienie napięcia transformatora podczas pracy.

6. Kontroluj zmiany obciążenia

Nagłe zmiany i wahania obciążenia mogą również prowadzić do wzrostu napięcia tętniącego, dlatego konieczne jest pełne uwzględnienie i kontrolowanie zmian obciążenia w projekcie. Równoważenie obciążenia można zastosować w celu zmniejszenia całkowitego tętnienia napięcia poprzez zaprojektowanie odpowiednich obwodów obciążenia, które generują przeciwne wahania napięcia wyjściowego. Ponadto rozsądna kontrola szybkości zmian obciążenia i unikanie szybkich zmian obciążenia to także skuteczne metody zmniejszania napięcia tętniącego.

7. Zoptymalizuj projekt rozpraszania ciepła

Ciepło powstające podczas pracy zasilacza może również prowadzić do wzrostu napięcia tętniącego. Dlatego w procesie projektowania konieczna jest optymalizacja projektu odprowadzania ciepła, aby temperatura pracy zasilacza mieściła się w rozsądnym zakresie. Elementy rozpraszające ciepło, takie jak radiatory i wentylatory, można wykorzystać w celu zwiększenia obszaru rozpraszania ciepła i wydajności. Dzięki dobremu projektowi odprowadzania ciepła można zmniejszyć napięcie tętnienia.

8. Rozsądnie dobieraj komponenty.
Podczas projektowania dobór odpowiednich komponentów mocy jest również kluczowym czynnikiem ograniczającym napięcie tętnienia. Na przykład wybór diody o niskim prądzie tętniącym i tranzystora I0S może zmniejszyć straty przełączania i napięcie tętnienia podczas przełączania. Tymczasem ważne jest, aby wybrać kondensatory o niskim ESR (równoważna rezystancja szeregowa), aby zmniejszyć straty i
napięcie tętnienia spowodowane przez rezystancję wewnętrzną kondensatorów.

Wniosek
Małe tętnienie napięcia jest ważną kwestią, którą należy uwzględnić w procesie projektowania zasilacza. W tym artykule przedstawiono niektóre powszechnie stosowane metody, w tym filtrowanie kondensatorów, zwiększanie indukcyjności, stosowanie regulatorów napięcia, optymalizację układu zasilania, dobór odpowiednich transformatorów, kontrolowanie zmian obciążenia, optymalizację projektu rozpraszania ciepła i rozsądny dobór komponentów. W zastosowaniach praktycznych można wybrać odpowiednie metody w oparciu o konkretne potrzeby w celu zmniejszenia napięcia tętniącego oraz poprawy stabilności i niezawodności zasilania.