Bộ lọc trong Power Tip # 2 , chúng tôi đã thảo luận về cách trở kháng nguồn của bộ lọc đầu vào có thể biến điện trở và cách nó có thể tương tác với trở kháng đầu vào âm của bộ điều chỉnh chuyển mạch.
Trong trường hợp xấu nhất, những trở kháng này có thể có độ lớn bằng nhau, nhưng ngược dấu để tạo ra một bộ dao động. Một tiêu chí chung đã được thiết lập rằng trở kháng nguồn của bộ lọc đầu vào phải nhỏ hơn trở kháng đầu vào của bộ điều chỉnh chuyển mạch ít nhất 6dB như một biên độ an toàn để giảm thiểu cơ hội dao động.
Việc thiết kế bộ lọc đầu vào thường bắt đầu với việc lựa chọn tụ điện đầu vào (CO trong Hình 1) dựa trên các yêu cầu đánh giá dòng gợn hoặc lưu giữ. Bước tiếp theo thường liên quan đến việc chọn một cuộn cảm (LO) dựa trên các yêu cầu EMI của hệ thống. Như chúng ta đã thấy khi gần cộng hưởng, trở kháng nguồn của hai yếu tố này có thể khá cao, dẫn đến hệ thống không ổn định. Hình 1 trình bày một phương pháp để điều khiển trở kháng này bằng cách đặt một điện trở nối tiếp (RD) và tụ điện (CD) song song với bộ lọc đầu vào. Bộ lọc có thể bị giảm chấn chỉ với một điện trở ngang CO. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, tổn thất điện năng là không thể chấp nhận được. Một phương pháp thay thế là thêm một kết nối nối tiếp của một cuộn cảm và điện trở qua cuộn cảm của bộ lọc.
Hình 1 CD và RD làm giảm trở kháng nguồn bộ lọc đầu ra.
Điều thú vị là có một sự lựa chọn tối ưu về điện trở giảm chấn khi bốn phần tử mạch khác được chọn. Hình 2 cho thấy trở kháng đầu ra của loại bộ lọc này vì điện trở giảm chấn thay đổi. Đường cong màu đỏ cho thấy điện trở giảm âm quá lớn. Hãy xem xét một trường hợp cực đoan. Nếu điện trở giảm chấn mở, thì đỉnh sẽ khá cao và sẽ chỉ được thiết lập bởi CO và LO. Đường cong màu xanh cho thấy điện trở giảm chấn quá thấp. Nếu điện trở được tạo ra ngắn, cộng hưởng sẽ được thiết lập bởi sự kết hợp song song của hai tụ điện và cuộn cảm. Đường cong màu xanh lá cây thể hiện giá trị tối ưu của giảm chấn.
Hình 2 Đối với một tỷ số CD trên CO cho trước, có một điện trở giảm chấn tối ưu.
Hình 3 có thể khá hữu ích trong việc lựa chọn các thành phần giảm chấn. Biểu đồ này được chuẩn bị bằng cách sử dụng giải pháp dạng đóng do RD Middlebrook phát triển. Hoành độ là tỷ số giữa trở kháng đầu ra của bộ lọc giảm ẩm với trở kháng đặc trưng của bộ lọc không được lấy dấu (ZO = (LO / CO) 1/2 ). Có hai giá trị thứ tự: tỉ số giữa tụ điện tắt dần và tụ lọc (N); và tỷ số của điện trở giảm chấn với trở kháng riêng. Để sử dụng biểu đồ này, trước tiên hãy chọn LO và CO dựa trên các yêu cầu của mạch để thiết lập ZO. Tiếp theo, thiết lập trở kháng nguồn bộ lọc đầu vào tối đa của bạn bằng cách chia trở kháng đầu vào của bộ nguồn tối thiểu cho hai (hoặc 6dB).
Trở kháng đầu vào của bộ nguồn tối thiểu bằng Vinmin 2 / Pmax. Điều này cho phép bạn tính toán một giá trị trục hoành. Sau đó chỉ cần đọc tỷ số của tụ điện giảm chấn với tụ lọc và tỷ số của điện trở giảm chấn với trở kháng đặc tính. Ví dụ, một bộ lọc có cuộn cảm 10µH và tụ điện 10µF sẽ có trở kháng đặc trưng là Zo = (10µH / 10 µF) 1/2 = 1 Ohm. Nếu nó đang lọc nguồn điện 12W với đầu vào tối thiểu 12V, thì trở kháng đầu vào của bộ nguồn sẽ là Z = V 2 / P = 12 2/12 = 12 Ohms. Trở kháng nguồn tối đa sau đó phải bằng một nửa, hoặc 6 Ohms. Bây giờ nhập biểu đồ trên trục x ở 6/1 = 6. Sau đó đọc CD / CO = 0,1 hoặc 1 µF và RD / ZO = 3, hoặc 3 Ohms.
Hình 3 Khi bạn chọn LO và Co, hãy chọn CD và RD từ trở kháng nguồn tối đa cho phép.
Trong Power Tip # 5, chúng ta sẽ thảo luận về việc sử dụng bộ điều khiển buck trong bộ nguồn tăng áp.