1. Schaltvorgang von Schaltgeräten: Das Ein- und Ausschalten von Schaltgeräten (wie MOSFETs, IGBTs) innerhalb eines Schaltnetzteils erzeugt hochfrequente Spannungs- und Stromänderungen. Diese Änderungen werden über den Ausgang des Netzteils übertragen und bilden eine Welligkeit. Je höher die Schaltfrequenz, desto höher ist die Frequenz der Welligkeit.
2.ESR und ESL des Ausgangsfilterkondensators: Der äquivalente Serienwiderstand (ESR) und die äquivalente Serieninduktivität (ESL) des Ausgangsfilterkondensators verursachen Spannungsschwankungen während des Lade- und Entladevorgangs des Kondensators und erzeugen dadurch Welligkeit. Größere ESR- und ESL-Werte führen zu einer größeren Welligkeit.
3. Schwankungen der Eingangsspannung: Schwankungen der Eingangsspannung wirken sich über die Übertragungsfunktion des Schaltnetzteils auf die Ausgangsspannung aus und verursachen eine Welligkeit der Ausgangsspannung. Schwankungen der Eingangsspannung können durch Netzschwankungen oder Änderungen anderer Lasten verursacht werden.
4.Laststromänderungen: Schnelle Änderungen des Laststroms führen dazu, dass der Ausgangsfilterkondensator schneller geladen und entladen wird, was zu einer erhöhten Welligkeit führt. Je schneller sich der Laststrom ändert, desto größer ist die Welligkeit.
5. Elektromagnetische Interferenz (EMI): Schaltnetzteile erzeugen während des Betriebs elektromagnetische Interferenzen. Diese Störungen können über den Ausgang des Netzteils übertragen werden und Welligkeit bilden. Zu den EMI-Quellen gehören die Schaltvorgänge der Geräte und die Streuinduktivität von Transformatoren.
6. Instabilität des Regelkreises: Wenn der Regelkreis des Schaltnetzteils nicht ordnungsgemäß ausgelegt ist, kann dies zu Schwingungen oder Schwankungen der Ausgangsspannung führen, die sich in Welligkeit äußern. Eine Instabilität des Regelkreises kann durch Verzögerungen im Rückkopplungsnetzwerk oder durch unsachgemäße Auslegung des Kompensationsnetzwerks entstehen.
Methoden zur Reduzierung der Welligkeit von Schaltnetzteilen
1.Optimieren Sie die Ansteuerschaltung für Schaltgeräte: Durch die Optimierung der Ansteuerschaltung für die Schaltgeräte können Schaltverluste und Schaltzeiten reduziert und dadurch die Welligkeit verringert werden.
2.Wählen Sie Filterkondensatoren mit niedrigem ESR und niedrigem ESL: Die Auswahl von Filterkondensatoren mit niedrigem ESR und niedrigem ESL reduziert die Spannungsschwankungen, die während der Lade- und Entladevorgänge des Kondensators entstehen, und minimiert so die Welligkeit.
3. Erhöhen Sie die Kapazität des Ausgangsfilterkondensators: Durch Erhöhen der Kapazität des Ausgangsfilterkondensators werden Schwankungen der Ausgangsspannung gedämpft und dadurch die Welligkeit verringert.
4.Verwenden Sie einen LC-Filter: Das Hinzufügen eines LC-Filters am Ausgang kann die Hochfrequenzwelligkeit weiter dämpfen und so die Ausgangsspannungswelligkeit reduzieren.
5.Optimierung des Regelkreisdesigns: Durch die Optimierung des Regelkreisdesigns werden die Stabilität und Reaktionsgeschwindigkeit des Regelkreises verbessert, wodurch Ausgangsspannungsschwankungen reduziert und die Welligkeit verringert wird.
6. EMI abschirmen und filtern: Die Implementierung von Abschirm- und Filtertechniken für EMI reduziert die Auswirkungen elektromagnetischer Störungen auf die Ausgangsspannung und minimiert so die Welligkeit.
