শুকনো মাল |একটি নিবন্ধ সুইচিং পাওয়ার লহরের জেনারেশন, পরিমাপ এবং দমন পায়

সুইচিং পাওয়ার রিপল অনিবার্য।আমাদের চূড়ান্ত উদ্দেশ্য হল আউটপুট লহরকে সহনীয় পর্যায়ে হ্রাস করা।এই উদ্দেশ্য অর্জনের সবচেয়ে মৌলিক সমাধান হল তরঙ্গের প্রজন্ম এড়ানো।প্রথমত এবং কারণ।

SWITCH এর সুইচের সাথে, আউটপুট কারেন্টের বৈধ মানের সাথে ইন্ডাকট্যান্স L-এর কারেন্টও উপরে এবং নিচে ওঠানামা করে।অতএব, আউটপুট শেষে স্যুইচের মতো একই কম্পাঙ্কের একটি লহরও থাকবে।সাধারণত, রাইবারের তরঙ্গগুলি এটিকে বোঝায়, যা আউটপুট ক্যাপাসিটর এবং ESR এর ক্ষমতার সাথে সম্পর্কিত।এই লহরের ফ্রিকোয়েন্সি দশ থেকে শত শত kHz এর পরিসর সহ সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের মতোই।

উপরন্তু, সুইচ সাধারণত বাইপোলার ট্রানজিস্টর বা MOSFET ব্যবহার করে।যেটিই হোক না কেন, এটি চালু এবং মৃত হওয়ার সময় বৃদ্ধি এবং হ্রাসের সময় থাকবে।এই সময়ে, সার্কিটে এমন কোন আওয়াজ হবে না যা স্যুইচের ক্রমবর্ধমান হ্রাসের সময় বা কয়েকবার বৃদ্ধির সময়ের সমান এবং সাধারণত দশ মেগাহার্টজ হয়।একইভাবে, ডায়োড ডি বিপরীত পুনরুদ্ধারের মধ্যে রয়েছে।সমতুল্য সার্কিট হল রেজিস্ট্যান্স ক্যাপাসিটর এবং ইন্ডাক্টরগুলির সিরিজ, যা অনুরণন ঘটাবে এবং শব্দের ফ্রিকোয়েন্সি দশ মেগাহার্টজ।এই দুটি শব্দকে সাধারণত উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ বলা হয় এবং প্রশস্ততা সাধারণত লহরের চেয়ে অনেক বড় হয়।

যদি এটি একটি এসি/ডিসি কনভার্টার হয়, উপরের দুটি লহর (শব্দ) ছাড়াও এসি নয়েজ রয়েছে।ফ্রিকোয়েন্সি হল ইনপুট এসি পাওয়ার সাপ্লাইয়ের ফ্রিকোয়েন্সি, প্রায় 50-60Hz।একটি সহ-মোড শব্দও রয়েছে, কারণ অনেকগুলি স্যুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের পাওয়ার ডিভাইস শেলটিকে রেডিয়েটর হিসাবে ব্যবহার করে, যা একটি সমতুল্য ক্যাপাসিট্যান্স তৈরি করে।

স্যুইচিং পাওয়ার রিপলস পরিমাপ

মৌলিক প্রয়োজনীয়তা:

একটি অসিলোস্কোপ এসি দিয়ে কাপলিং

20MHz ব্যান্ডউইথ সীমা

প্রোবের গ্রাউন্ড ওয়্যারটি আনপ্লাগ করুন

1.AC কাপলিং হল সুপারপজিশন ডিসি ভোল্টেজ অপসারণ করা এবং একটি সঠিক তরঙ্গরূপ প্রাপ্ত করা।

2. 20MHz ব্যান্ডউইথ সীমা খোলা হল উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দের হস্তক্ষেপ রোধ করা এবং ত্রুটি প্রতিরোধ করা।যেহেতু উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি রচনার প্রশস্ততা বড়, পরিমাপ করার সময় এটি সরানো উচিত।

3. অসিলোস্কোপ প্রোবের গ্রাউন্ড ক্লিপটি আনপ্লাগ করুন এবং হস্তক্ষেপ কমাতে স্থল পরিমাপ পরিমাপ ব্যবহার করুন।অনেক বিভাগে গ্রাউন্ড রিং নেই।কিন্তু এটি যোগ্য কিনা তা বিচার করার সময় এই ফ্যাক্টরটি বিবেচনা করুন।

আরেকটি পয়েন্ট হল একটি 50Ω টার্মিনাল ব্যবহার করা।অসিলোস্কোপের তথ্য অনুসারে, 50Ω মডিউলটি ডিসি উপাদানটি সরাতে এবং এসি উপাদানটিকে সঠিকভাবে পরিমাপ করতে।যাইহোক, এই জাতীয় বিশেষ প্রোবের সাথে কয়েকটি অসিলোস্কোপ রয়েছে।বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, 100kΩ থেকে 10MΩ পর্যন্ত প্রোবের ব্যবহার করা হয়, যা সাময়িকভাবে অস্পষ্ট।

সুইচিং রিপল পরিমাপ করার সময় উপরের প্রাথমিক সতর্কতা।যদি অসিলোস্কোপ প্রোবটি সরাসরি আউটপুট পয়েন্টের সংস্পর্শে না আসে, তবে এটি পেঁচানো লাইন বা 50Ω সমাক্ষ তারের দ্বারা পরিমাপ করা উচিত।

উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ পরিমাপ করার সময়, অসিলোস্কোপের সম্পূর্ণ ব্যান্ডটি সাধারণত শত শত মেগা থেকে গিগাহার্জ স্তরের হয়।অন্যান্য উপরের মত একই.সম্ভবত বিভিন্ন কোম্পানির বিভিন্ন পরীক্ষা পদ্ধতি আছে।চূড়ান্ত বিশ্লেষণে, আপনাকে অবশ্যই আপনার পরীক্ষার ফলাফল জানতে হবে।

অসিলোস্কোপ সম্পর্কে:

কিছু ডিজিটাল অসিলোস্কোপ হস্তক্ষেপ এবং স্টোরেজ গভীরতার কারণে সঠিকভাবে তরঙ্গ পরিমাপ করতে পারে না।এই সময়ে, অসিলোস্কোপ প্রতিস্থাপন করা উচিত।যদিও কখনও কখনও পুরানো সিমুলেশন অসিলোস্কোপ ব্যান্ডউইথ মাত্র কয়েক মেগা, কর্মক্ষমতা ডিজিটাল অসিলোস্কোপের চেয়ে ভাল।

স্যুইচিং পাওয়ার রিপলসের বাধা

তরঙ্গ স্যুইচ করার জন্য, তাত্ত্বিকভাবে এবং বাস্তবে বিদ্যমান।এটি দমন বা হ্রাস করার তিনটি উপায় রয়েছে:

1. ইনডাক্ট্যান্স এবং আউটপুট ক্যাপাসিটর ফিল্টারিং বাড়ান

স্যুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের সূত্র অনুসারে, বর্তমান ওঠানামার আকার এবং প্রবর্তক আবেশের ইন্ডাকট্যান্স মান বিপরীত সমানুপাতিক হয় এবং আউটপুট রিপলস এবং আউটপুট ক্যাপাসিটারগুলি বিপরীত সমানুপাতিক হয়।অতএব, বৈদ্যুতিক এবং আউটপুট ক্যাপাসিটার বৃদ্ধি তরঙ্গ কমাতে পারে।

উপরের ছবিটি হল সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই ইনডাক্টর এল এর বর্তমান তরঙ্গরূপ। এর রিপল কারেন্ট △ i নিম্নলিখিত সূত্র থেকে গণনা করা যেতে পারে:

এটা দেখা যায় যে এল মান বৃদ্ধি বা সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি ইন্ডাকট্যান্সের বর্তমান ওঠানামা কমাতে পারে।

একইভাবে, আউটপুট রিপলস এবং আউটপুট ক্যাপাসিটরের মধ্যে সম্পর্ক: VRIPPLE = IMAX/(CO × F)।এটা দেখা যায় যে আউটপুট ক্যাপাসিটরের মান বৃদ্ধি লহর কমাতে পারে।

সাধারণ পদ্ধতি হল আউটপুট ক্যাপাসিট্যান্সের জন্য অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর ব্যবহার করে বড় ক্ষমতার উদ্দেশ্য অর্জন করা।যাইহোক, ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরগুলি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ দমনে খুব কার্যকর নয়, এবং ESR তুলনামূলকভাবে বড়, তাই এটি অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের অভাব পূরণ করতে এটির পাশে একটি সিরামিক ক্যাপাসিটর সংযুক্ত করবে।

একই সময়ে, যখন পাওয়ার সাপ্লাই কাজ করছে, ইনপুট টার্মিনালের ভোল্টেজ ভিআইএন অপরিবর্তিত থাকে, তবে সুইচের সাথে বর্তমান পরিবর্তন হয়।এই সময়ে, ইনপুট পাওয়ার সাপ্লাই একটি কারেন্ট কূপ প্রদান করে না, সাধারণত বর্তমান ইনপুট টার্মিনালের কাছে (উদাহরণ হিসাবে বক টাইপটি সুইচের কাছাকাছি) এবং কারেন্ট প্রদানের জন্য ক্যাপাসিট্যান্স সংযোগ করে।

এই পাল্টা ব্যবস্থা প্রয়োগ করার পরে, বক সুইচ পাওয়ার সাপ্লাই নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে:

উপরের পদ্ধতিটি ঢেউ কমানোর জন্য সীমাবদ্ধ।আয়তনের সীমার কারণে, আবেশ খুব বড় হবে না;আউটপুট ক্যাপাসিটর একটি নির্দিষ্ট ডিগ্রী পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, এবং তরঙ্গ হ্রাস করার উপর কোন সুস্পষ্ট প্রভাব নেই;সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি সুইচ ক্ষতি বৃদ্ধি করবে.সুতরাং যখন প্রয়োজনীয়তা কঠোর হয়, এই পদ্ধতিটি খুব ভাল নয়।

পাওয়ার সাপ্লাই স্যুইচ করার নীতির জন্য, আপনি বিভিন্ন ধরণের স্যুইচিং পাওয়ার ডিজাইন ম্যানুয়াল উল্লেখ করতে পারেন।

2. দুই-স্তরের ফিল্টারিং হল প্রথম-স্তরের এলসি ফিল্টার যোগ করা

গোলমালের লহরে এলসি ফিল্টারের প্রতিরোধমূলক প্রভাব তুলনামূলকভাবে সুস্পষ্ট।রিপল ফ্রিকোয়েন্সি অপসারণ করা অনুযায়ী, ফিল্টার সার্কিট গঠন করার জন্য উপযুক্ত ইনডাক্টর ক্যাপাসিটর নির্বাচন করুন।সাধারণত, এটি তরঙ্গগুলি ভালভাবে কমাতে পারে।এই ক্ষেত্রে, আপনাকে প্রতিক্রিয়া ভোল্টেজের নমুনা বিন্দু বিবেচনা করতে হবে।(নিচে দেখানো হয়েছে)

LC ফিল্টার (PA) এর আগে স্যাম্পলিং পয়েন্ট নির্বাচন করা হয় এবং আউটপুট ভোল্টেজ কমে যাবে।কারণ যেকোন ইন্ডাকট্যান্সের একটি ডিসি রেজিস্ট্যান্স থাকে, যখন কারেন্ট আউটপুট থাকে, তখন ইন্ডাকট্যান্সে ভোল্টেজ ড্রপ হয়, ফলে পাওয়ার সাপ্লাইয়ের আউটপুট ভোল্টেজ কমে যায়।এবং এই ভোল্টেজ ড্রপ আউটপুট কারেন্টের সাথে পরিবর্তিত হয়।

LC ফিল্টার (PB) এর পরে স্যাম্পলিং পয়েন্টটি নির্বাচন করা হয়, যাতে আউটপুট ভোল্টেজটি আমরা চাই সেই ভোল্টেজ।যাইহোক, পাওয়ার সিস্টেমের ভিতরে একটি ইন্ডাকট্যান্স এবং একটি ক্যাপাসিটর চালু করা হয়, যা সিস্টেমের অস্থিরতার কারণ হতে পারে।

3. সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই আউটপুট করার পরে, LDO ফিল্টারিং সংযোগ করুন

ঢেউ এবং শব্দ কমাতে এটি সবচেয়ে কার্যকরী উপায়।আউটপুট ভোল্টেজ ধ্রুবক এবং মূল ফিডব্যাক সিস্টেম পরিবর্তন করার প্রয়োজন নেই, তবে এটি সবচেয়ে সাশ্রয়ী এবং সর্বোচ্চ শক্তি খরচও।

যেকোন LDO এর একটি সূচক আছে: শব্দ দমন অনুপাত।এটি একটি ফ্রিকোয়েন্সি-ডিবি বক্ররেখা, যেমনটি নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে LT3024 LT3024 এর বক্ররেখা।

LDO-এর পরে, স্যুইচিং লহরটি সাধারণত 10mV-এর নিচে থাকে।নিম্নোক্ত চিত্রটি এলডিওর আগে এবং পরে তরঙ্গের তুলনা:

উপরের চিত্রের বক্ররেখা এবং বাম দিকের তরঙ্গরূপের সাথে তুলনা করলে দেখা যায় যে শত শত KHz এর সুইচিং তরঙ্গের জন্য LDO-এর নিরোধক প্রভাব খুবই ভালো।কিন্তু একটি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সীমার মধ্যে, LDO এর প্রভাব এতটা আদর্শ নয়।

ঢেউ কমানো।সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের PCB তারের অবস্থাও গুরুত্বপূর্ণ।উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দের জন্য, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির বড় ফ্রিকোয়েন্সির কারণে, যদিও পোস্ট-স্টেজ ফিল্টারিংয়ের একটি নির্দিষ্ট প্রভাব রয়েছে, প্রভাবটি স্পষ্ট নয়।এই বিষয়ে বিশেষ গবেষণা আছে।সহজ পন্থা হল ডায়োড এবং ক্যাপাসিট্যান্স C বা RC-তে থাকা, অথবা সিরিজে ইন্ডাকট্যান্সকে সংযুক্ত করা।

উপরের চিত্রটি প্রকৃত ডায়োডের একটি সমতুল্য সার্কিট।যখন ডায়োড উচ্চ-গতি হয়, তখন পরজীবী পরামিতি বিবেচনা করা আবশ্যক।ডায়োডের বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময়, সমতুল্য আবেশ এবং সমতুল্য ক্যাপাসিট্যান্স একটি RC অসিলেটরে পরিণত হয়, যা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি দোলন তৈরি করে।এই উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি দোলনকে দমন করার জন্য, ডায়োডের উভয় প্রান্তে ক্যাপাসিট্যান্স C বা RC বাফার নেটওয়ার্ক সংযোগ করা প্রয়োজন।রোধ সাধারণত 10Ω-100 ω, এবং ক্যাপাসিট্যান্স হল 4.7PF-2.2NF।

ডায়োড সি বা আরসি-তে ক্যাপাসিট্যান্স সি বা আরসি বারবার পরীক্ষা করে নির্ধারণ করা যেতে পারে।এটি সঠিকভাবে নির্বাচন করা না হলে, এটি আরও গুরুতর দোলনের কারণ হবে।