스위칭 전원 공급 장치 리플을 방지하는 방법
스위칭 전원 공급 장치의 리플 발생
우리의 목표는 출력 리플을 허용 가능한 수준으로 줄이는 것이며, 이를 달성하기 위한 근본적인 해결책은 리플 발생을 최대한 피하는 것입니다. 첫째, 스위칭 전원장치의 리플(ripple)의 종류와 원인을 명확히 할 필요가 있다.
SWITCH 스위치에 따라 인덕터 L의 전류도 출력 전류의 유효 값 내에서 위아래로 변동합니다. 따라서 출력단에도 SWITCH와 동일한 주파수의 리플이 발생하게 되는데, 이를 일반적으로 리플이라고 합니다. 이는 출력 커패시터의 용량 및 ESR과 관련이 있습니다. 이 리플의 주파수는 스위칭 전원 공급 장치의 주파수와 동일하며 범위는 수십에서 수백 KHz입니다.
또한 SWITCH는 일반적으로 바이폴라 트랜지스터나 MOSFET을 사용합니다. 어느 것을 사용하든 전원을 켜고 끌 때 상승 시간과 하강 시간이 있습니다. 이 시점에서 SWITCH 상승 및 하강 시간의 동일한 주파수 또는 홀수배의 노이즈가 회로에 나타나며 일반적으로 수십 MHz 범위입니다. 역회복 시 다이오드 D의 등가회로는 저항, 정전용량, 인덕턴스가 직렬로 연결되어 공진을 일으키고 수십 MHz의 잡음 주파수를 발생시킬 수 있다. 이 두 가지 유형의 노이즈를 일반적으로 고주파 노이즈라고 하며 진폭은 일반적으로 리플보다 훨씬 큽니다.
AC/DC 컨버터라면 위에서 언급한 두 가지 유형의 리플(노이즈) 외에도 입력 AC 전원의 주파수인 50-60Hz 부근의 AC 노이즈도 있습니다. 인클로저를 방열판으로 사용하는 많은 스위칭 전원 공급 장치의 전원 장치에서 생성되는 등가 정전 용량으로 인해 발생하는 일종의 공통 모드 노이즈도 있습니다. 저는 자동차 전자 연구 및 개발에 종사하고 있기 때문에 후자의 두 가지 유형의 소음에 덜 노출되어 있으므로 현재로서는 고려하지 않습니다.
스위칭 전원 공급 장치의 리플 측정
기본 요구 사항: 오실로스코프 AC 커플링 사용, 20MHz 대역폭 제한, 프로브의 접지선 분리
1. AC 커플링은 올바른 파형을 얻기 위해 중첩된 DC 전압을 제거하는 과정입니다.
2. 20MHz 대역폭 제한을 개방하는 것은 고주파 잡음으로 인한 간섭을 방지하고 측정 오류를 방지하기 위한 것입니다. 고주파 성분은 진폭이 크기 때문에 측정 중에 제거해야 합니다.
3. 오실로스코프 프로브의 접지 클립을 분리하고 접지 링으로 측정하여 간섭을 줄입니다. 대부분의 부품에는 접지 링이 없으며 오류가 허용 가능한 경우 프로브의 접지 클램프를 사용하여 직접 측정할 수 있습니다. 그러나 적격 여부를 결정할 때 이 요소를 고려해야 합니다.
또 다른 포인트는 50Ω 단자를 사용하는 것입니다. Yokogawa 오실로스코프 정보에 따르면 50Ω 모듈은 DC 성분을 제거한 후 AC 성분을 측정합니다. 그러나 이러한 특수 프로브를 갖춘 오실로스코프는 거의 없습니다. 대부분의 경우 측정에는 100KΩ ~ 10MΩ 범위의 표준 프로브가 사용되며 현재 그 영향은 불분명합니다.
위 내용은 스위치 리플 측정 시 기본적인 주의 사항입니다. 오실로스코프 프로브가 출력 포인트에 직접 접촉하지 않는 경우 연선 케이블 또는 50Ω 동축 케이블을 사용하여 측정해야 합니다.
고주파 노이즈를 측정할 때 오실로스코프의 전체 통과대역은 일반적으로 수백 메가헤르츠에서 GHz 사이입니다. 그 외는 위와 동일합니다. 회사마다 테스트 방법이 다를 수 있습니다. 결국 고객의 인정을 받기 위해서는 자신의 테스트 결과**를 명확히 이해하는 것이 중요합니다.
