150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162

Раздел 16 Импульсные источники питания

Схемы без гальванической развязки

Параметры входного фильтра

Продолжение, начало ранее

В случае использования понижающих стабилизаторов при проектировании первичного источника питания необходимо решить две проблемы. Первая заключается в том, что входной ток преобразователя имеет прямоугольную форму с пиковым значением, равным выходному току источника питания. Потребляемый преобразователем ток при разомкнутом ключе равен нулю, вследствие чего входной прямоугольный сигнал большой амплитуды «отражается» обратно в первичный источник питания и воздействует на него. Чтобы устранить это, используются компоненты заграждающего фильтра L1, С1 и С2 (см. Рис. 4.1), которые обеспечивают необходимую фильтрацию и усреднение потребляемого тока. Ещё одна проблема состоит в том, что при наличии паразитной индуктивности входной цепи преобразователя она, в сочетании с конденсатором заграждающего фильтра ёмкостью 33 мкФ, образует высокочастотный резонансный контур, который будет возбуждаться при быстром нарастании и спаде тока. Это может привести к возрастанию уровня электромагнитных помех и вызвать проблемы с ЭМС на гармониках частоты коммутации.

Среднеквадратический ток пульсаций во входном конденсаторе определяется как:

IRMS = IOUT (DC — DC2)1/2.   (4.2)

Следует выбрать конденсатор, способный работать при таком токе пульсаций. Пусть среднеквадратический ток пульсаций равен 1.2 А. Возьмём напряжение пульсаций на входе, равное 50 мВ, поэтому ёмкостное сопротивление конденсатора должно быть 0.04 Ом или ниже. Органический алюминиевый электролитический конденсатор фирмы Kemet ёмкостью 33 мкФ обладает ЭПС 0.028 Ом и способен работать при токе пульсаций 2.1 А с напряжением 8 или 10 В.

Компоненты входного фильтра L1 и С1 не являются обязательными, они улучшают характеристики ЭМС источника питания. Компоненты фильтра могут оказывать неблагоприятное воздействие на стабильность. Понижающие стабилизаторы имеют отрицательную характеристику сопротивления на низких частотах. Когда падает входное напряжение, входной ток возрастает, чтобы поддерживать выходное напряжение. Если входной фильтр имеет высокую добротность, существует вероятность, что это, в сочетании с отрицательным сопротивлением понижающего преобразователя, создаст условия для генерации паразитного синусоидального сигнала. Здесь необходимо найти баланс при расчёте параметров схемы. Помимо помехоподавляющих свойств, входной фильтр должен обладать устойчивостью. Снижение резонансной частоты улучшает подавление, но снижает устойчивость контура управления. Действуя методом последовательных приближений, можно в конце концов получить стабильный источник питания.

150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162