Шумы в импульсных источниках питания

June 1, 2010 by admin Комментировать »

Относительно недавно инженеры заявляли, что судьба импульсных ис­точников питания в электронных системах неясна и туманна. Этот пес­симистический прогноз основывался на том «факте», что ИИП являют­ся источниками шума. Возражения пророкам гибели ИИП могут состоять в следующем:

— В схеме выпрямителя всегда имеется конденсатор большой емко­сти, а это приводит к далеко не синусоидальной форме тока. В случае работы с большими мощностями образуется очень широкий спектр час­тот со значительным уровнем мощности. Таким образом, обычный ли­нейный стабилизатор не настолько безобиден в отношении образования шума, как это может показаться. Типичная форма тока в схемах выпря­мителей с конденсаторным входом показана на рис. 9.1.

— Шум, создаваемый ИИП всегда должен сравниваться с шумом аналогичного по мощности линейного источника питания, а не с иде­альным, не шумящим источником. При таком сравнении часто получа­ется, что ИИП фактически имеет меньшую шумовую составляющую.

— Часто нагрузка в виде цифровых схем создает больше шума, чем сам ИИП.

— Многие системы используют КМОП или другую логику, имеющую высокую помехоустойчивость.

— В настоящее время достигнуто более глубокое понимание вопро­сов фильтрации шума и методов его подавления. Несмотря на то, что процесс переключения может изобиловать образованием гармонических и побочных частотных составляющих, их можно легко офаничить пре­делами самого источника питания.

— Часто можно выбрать частоту переключений так, чтобы остав­шийся после фильтрации шум оказывал минимальное влияние на конк­ретное подключаемое оборудование.

— Некоторые ИИП обеспечивают большее ослабление переходных процессов сети переменного тока, чем линейные стабилизаторы.

— В связи с появлением новых ИС, диодов с малым временем вос­становлением, высококачественных конденсаторов и других улучшенных компонент, работа импульсных стабилизаторов в целом существенно

улучшилась. Это дает большую свободу выбора при создании ИИП с ма­лым уровнем шума.

clip_image002

Рис. 9.1. Богатый гармониками ток на входе выпрямителя с емкостной нагрузкой. В сигналах импульсной формы содержится энергия гармонических составляющих. Хотя частота сети равна 60 Гц, в некоторых случаях могут появиться гармоники вплоть до нескольких мегагерц.

Несмотря на то, что имеется много доводов в пользу ИИП, тем не менее остается фактом, что потенциально они плохи с точки зрения со­здания шумов. По общему признанию имеются некоторые приложения, где не разумно применять эти источники питания. Например, чувстви­тельный радиоприемник лучше использовать с линейным источником питания. Или аппаратура, рассчитанная на высокое отношение сигнал/ шум. Ее характеристики могут ухудшиться из-за присутствия ИИП, осо­бенно когда наблюдаемые или обнаруживаемые сигналы очень слабы.

Для очень многих приложений успех в значительной степени зависит от методов проектирования и способов монтажа. Хотя при выполнении экранировки и заземления следует руководствоваться логикой и имеющи­мися фактами, тем не менее, конечная оптимизация всегда достигается опытным путем. Вы должны быть готовы экспериментировать, наблюдать и пробовать различные комбинации и перестановки. Вознафаждением за это часто является существенное снижение наводимого или излучаемого шума. В отличие от многих других усфойств в электронике, эксперимен­тирование с ИИП не заканчивается созданием макета, а продолжается не­прерывно на первых опытных образцах. Наконец, после различных изме­нений, шум будет понижен до такого уровня, когда дальнейшая модерни­зация становится невыгодной по причине возрастания затрат в человеко-часах и стоимости. Вероятно этим можно объяснить причины появления некоторых странных методов понижения шума.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты