כיצד לפתור את הרעש של החלפת ספק כוח
כיבוי, גודל קטן, עלות נמוכה ויעילות גבוהה הופכים אותו לערך רב.
עם זאת, החיסרון הגדול ביותר שלו הוא רעש פלט גבוה עקב מעברי מיתוג גבוהים. החיסרון הזה הוא שמונע מהם להשתמש במעגלים אנלוגיים בעלי ביצועים גבוהים המופעלים בעיקר על ידי ווסת ליניארי.
עם זאת, הוכח כי ביישומים רבים ממיר מיתוג מסונן כהלכה יכול להחליף ווסת ליניארי כדי ליצור אספקת חשמל נמוכה ברעש.
לכן, יש צורך לתכנן מסנן רב-שלבי אופטימלי ומפוגג כדי לחסל את רעשי המוצא של ממיר הספק המיתוג.
המעגל לדוגמה במאמר זה ישתמש בממיר בוסט, אך ניתן ליישם את התוצאות ישירות על כל ממיר DC-DC. איור 1 מציג את צורות הגל הבסיסיות של ממיר דחיפה במצב זרם קבוע (CCM).
איור 1. צורות גל בסיסיות של מתח וזרם של ממיר Boost
מסנן הפלט חשוב עבור טופולוגיית דחיפה, או כל טופולוגיה אחרת עם מצב זרם לא רציף, בגלל זמני העלייה והירידה המהירים של הזרם במתג B. הדבר גורם להשראה טפילית במתגי העירור, הפריסה וקבלי המוצא. התוצאה היא שבשימוש בפועל, צורת הגל של הפלט נראית יותר כמו איור 2 מאשר איור 1, אפילו עם פריסה טובה וקבלי פלט קרמיים.
2. צורות גל נמדדות אופייניות של ממיר בוסט ב-DCM
אדוות המיתוג (תדירות המיתוג) כתוצאה משינויים במטען הקבלים קטנה מאוד בהשוואה לצלצול הבלתי מובלט של מתג היציאה, שייקרא להלן רעש פלט. בדרך כלל, רעש פלט זה נע בין 10 מגה-הרץ ליותר מ-100 מגה-הרץ, הרבה מעבר לתדר התהודה העצמית של רוב קבלי המוצא הקרמיים. לכן, הוספת קיבולת נוספת אינה עושה הרבה להפחתת הרעש.
ישנם גם סוגים רבים של מסננים המתאימים לסינון פלט זה. נסביר כל פילטר וניתן עיצוב שלב אחר שלב.
הנוסחאות במאמר זה אינן קפדניות, ונעשות כמה הנחות סבירות כדי לפשט את הנוסחאות הללו במידה מסוימת. עדיין נדרשות כמה איטרציות, מכיוון שכל רכיב משפיע על הערכים של הרכיבים האחרים.
כלי העיצוב ADIsimPower מונע בעיה זו על ידי שימוש בנוסחת ליניאריזציה עבור ערכי רכיבים (כגון עלות או גודל) כדי לבצע אופטימיזציה לפני בחירת רכיבים בפועל, ולאחר מכן לבצע אופטימיזציה של הפלט לאחר בחירת רכיבים בפועל ממסד נתונים של אלפי מכשירים. אבל רמת מורכבות זו מיותרת כאשר מתחילים עם עיצוב. באמצעות החישובים שסופקו, שימוש בסימולטור SIMPLIS - כגון ADIsimPE™ החינמי - או בילוי זמן ליד ספסל המעבדה, תוכל להגיע לעיצוב משביע רצון במינימום מאמץ.
