. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Power tipy III - Tlumení vstupního filtru - Díl 1 z 2
21. července 2010 - 9:03 | Robert Kollman | Power tipy III - Tlumení vstupního filtru - Díl 1 z 2 | Komentářů: 3  

Power tipy III - Tlumení vstupního filtru - Díl 1 z 2

V tomto díle tipů pro návrh napájecích zdrojů a regulátorů se zaměříme na tlumení vstupního filtru z důvodu zabránění jeho rozkmitání.

Spínané regulátory jsou velice často využívány i na místech původně lineárních obvodů. To je především z důvodu jejich schopnosti velice efektivního převodu energie do podoby, která je využitelná na zátěži. V praxi je k tomu účelu využívána hned celá řada topologií, všechny však vedou k zachování vysoké efektivity převodu energie ze vstupní oblasti. To znamená, že při změně úrovně vstupního napětí je celkový příkon více nebo méně konstantní.

Obrázek 1 znázorňuje srovnání vstupního napětí a vstupního proudu. Jak je z obrázku patrné, ve chvíli kdy se sníží vstupní napětí, dojde ke zvýšení vstupního proudu. Tato závislost má sklon, který je dynamický s impedancí napájení a který má nepřímou závislost. S trochou matematiky snadno zjistíme, že sklon je nepřímou závislostí vstupního napětí, děleného vstupním proudem. Samozřejmě mírně zjednodušeno, neboť regulační smyčka je rovněž ovlivněna například frekvenční odezvou vstupní impedance. Avšak jak bylo již mnohokráte prokázáno, toto zjednodušení je více než dostatečné, jedná-li se o proudový režim řízení.


Obr. 1: Negativní závislost impedance spínaného regulátoru

Spínané regulátory však svůj vstup zatěžují krátkými proudovými pulsy, které mohou nepříznivě ovlivnit funkci celého systému, pokud není dostatečně filtrován. Většina napájecích systémů obsahuje filtr, podobný tomu z obrázku 2. Kondenzátor představuje nízkou impedanci pro spínací proudy v napájecí fázi. Naproti tomu indukčnost představuje vysokou impedanci pro zbylé zvlnění napájecího napětí na kondenzátoru. Tato vysoká impedance minimalizuje průchod spínacích proudových špiček. Máte-li k dispozici regulovatelný generátor buzení koncových tranzistorů, můžete jednoduše vidět, jak je na nízkých frekvencích impedance zdroje rovna impedanci tlumivky. Pokud zvýšíte frekvenci, zvýší se i impedance tlumivky. U velmi vysokých frekvencí představuje výstupní kondenzátor impedanční zkrat. Při nominální pracovní frekvence je poté patrné, jak kondenzátor a indukčnost pracují v součinnosti a vytvářejí tak společně vysokou impedanci zdroje. Ve většině případů lze hodnotu tohoto bodu zjistit odhadem. Jednoduše, například pomocí charakteristické impedance filtru (Zout), která se rovná druhé odmocnině z indukčnosti, dělené kapacitou. To představuje impedanci cívky nebo kondenzátoru v případě rezonance. Dále je třeba vzít v úvahu i ekvivalentní sériový odpor (ESR) kondenzátoru a rezistanci indukčnosti. Z těchto hodnot je poté vypočtena celková jakost - Q obvodu. Nyní je možné odhadnout maximální impedanci zdroje, jako Zo krát Q obvodu. Nebo je samozřejmě možné nechat tuto práci udělat počítač, který se sám postará o optimální navržení filtru i hodnot jeho součástek.


Obr. 2: V rezonanci se filtr stává odolný vůči vstupní impedanci

Obrázek 3 zachycuje možný zdroj problému. Jsou zde uvedeny dva odpory stejné hodnoty, avšak s opačnými znaménky. Při následném výpočtu útlumu obvodu snadno zjistíte, že jste při dělení nulou vytvořili oscilátor. Jde přitom o podobnou situaci jako v elektrizační soustavě, kde negativní odpor reprezentuje napájecí zdroje. To zde odpovídá hodnotě odporu vstupního filtru při jeho rezonanci. Tajemství zachování stabilního napájecího systému spočívá v zajištění následující podmínky: Impedance zdroje systému musí být vždy mnohem nižší než vstupní impedance napájecího zdroje. Především to musí platit při minimálním vstupním napětí a maximálním zatížení, což představuje nejnižší možnou vstupní impedanci.


Obr. 3: Jednoduchá cesta k vytvoření oscilátoru z rezonujícího filtru a spínaného regulátoru

V Power Tip 4 se zaměříme na některé praktické metody ověření impedance zdroje.

Autor: Robert Kollman, Texas Instruments







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk
Příbuzné články:
Power tipy I - Výběr správné pracovní frekvence spínaného zdroje
Power tipy II - Jak omezit vliv rušení zdroje
Power tipy III - Tlumení vstupního filtru - Díl 1 z 2
Power tipy IV - Tlumení vstupního filtru - Díl 2 z 2
Power tipy V - Záporné napětí ze snižujícího regulátoru
Power tipy VI - Správné měření napájecího zdroje
Power tipy VII - Efektivní napájení výkonových LED
Power tipy VIII - Omezení EMI technikou rozprostřeného spektra
Power tipy IX - Odhad nárůstu teploty výkonových součástek
Power tipy X - Přechodová odezva napájecího zdroje
Power tipy XI - Řešení ztrát v obvodu napájení
Power tipy XII - Maximalizování účinnosti napájecího zdroje
Power tipy XIII - Omezte ztráty v jádře indukčnosti
Power tipy XIV - Zdroj topologie SEPIC zajišťuje vyšší účinnost
Power tipy XV - Levný a výkonný budič LED
Power tipy XVI - Tlumení propustného měniče
Power tipy XVII - Komutační obvod u Flyback regulátoru
Power tipy XVIII - Jednoduché zlepšení stability regulátoru
Power tipy XIX - Snadné získání více záporných napětí
Power tipy XX - Parazitní rezonance v napájecím zdroji
Power tipy XXI - Hlídejte RMS proud kondenzátorů
Power tipy XXII - Vyhněte se častým problémům s chybovým zesilovačem
Power tipy XXIII - Zlepšení regulační odezvy zdroje - část 1
Power tipy XXIV - Převod paralelní impedance na sériovou
Power tipy XXV - Zlepšení regulační odezvy zdroje - část 2
Power tipy XXVI - Přenos vysokofrekvenční energie vodičem
Power tipy XXVII - Paralelní řazení napájecích zdrojů
Power tipy XXIIX - Krátkodobé zvýšení teploty v obvodech MOSFET - část 1
Power tipy XXIX - Krátkodobé zvýšení teploty v obvodech MOSFET - část 2
Power tipy XXX - Síťový zdroj s obyčejným obvodem
Power tipy XXXI - Poměr vnitřních odporů v synchronním regulátoru
Power tipy XXXII - Pozor na proudy v regulátorech SEPIC – část 1
Power tipy XXXIII - Pozor na proudy v regulátorech SEPIC – část 2
Power tipy XXXIV - Jednoduchý izolovaný napájecí zdroj
Power tipy XXXV - Omezení parazitní kapacity v transformátorech

Komentáře (3):

Zobrazit starší 30 dnů (3)...



Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
SDR-5+ HF receiver - All Mode Softwarový přijímač
Digitální softwarový přijímače SDR-5+ je již pátou generací špičkových produktů naší společnosti. Jedná se o All Mode Receiver s integrovaným generátorem, dvěma anténními vstupy a VCO vstupem s frekvenčním rozsahem 0 až 100 MHz.
Skladem od 2550 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007