Breve introduzione

La tensione di ondulazione è una fluttuazione di tensione nell'uscita di un alimentatore CC , riferita alla componente CA della tensione di uscita. Una tensione di ondulazione eccessiva può avere un impatto sul normale funzionamento dei dispositivi elettronici, quindi la riduzione della tensione di ondulazione è una questione importante che deve essere affrontata nel processo di progettazione dell'alimentatore. Questo articolo introdurrà alcuni metodi comunemente usati per ridurre la tensione di ondulazione.

1. Condensatore di filtro
Il condensatore di filtro è un metodo comunemente utilizzato per ridurre la tensione di ondulazione. Selezionando un valore di capacità appropriato, è possibile filtrare la maggior parte dei componenti CA nella tensione di uscita, riducendo così la tensione di ondulazione. In generale, maggiore è il valore della capacità, migliore è l'effetto di filtraggio. Tuttavia, va notato che un valore di capacità elevato può aumentare i costi e il volume, mentre un valore di capacità basso potrebbe non ottenere buoni risultati di filtraggio.

2. Aumentare l'induttanza
L'aggiunta di componenti induttivi al circuito di uscita della potenza CC può ridurre efficacemente la tensione di ondulazione. I componenti induttivi hanno la caratteristica di presentare un'elevata impedenza alla corrente alternata, svolgendo così un ruolo di filtraggio nei circuiti. Aumentando il numero e il valore dei componenti induttivi, la tensione di ondulazione può essere ulteriormente ridotta. Va notato che la selezione dei componenti di induttanza dovrebbe essere ottimizzata in base a scenari e requisiti applicativi specifici.

3. Utilizzare un regolatore di tensione
Un regolatore di tensione è un componente di gestione dell'alimentazione comunemente utilizzato in grado di fornire una tensione di uscita stabile. Immettendo una tensione di ondulazione all'estremità di ingresso del regolatore di tensione, è possibile ottenere una tensione quasi priva di ondulazione all'estremità di uscita del regolatore di tensione. I regolatori in genere utilizzano il controllo del feedback per mantenere stabile la tensione di uscita regolando continuamente i loro circuiti interni. La scelta di un regolatore di tensione adatto e la progettazione di un circuito di feedback possono ridurre efficacemente la tensione di ondulazione.

4. Ottimizzazione del layout dell'alimentatore
Una ragionevole ottimizzazione del layout dell'alimentatore può ridurre la tensione di ondulazione. Innanzitutto è importante separare i circuiti ad alta frequenza da quelli a bassa frequenza. L'interferenza tra i circuiti ad alta frequenza e quelli a bassa frequenza può portare ad un aumento della tensione di ondulazione. In secondo luogo, è importante prestare attenzione al cablaggio tra l'alimentatore e il carico, ridurre la lunghezza del cablaggio e adottare misure di isolamento ragionevoli per ridurre la diafonia tra l'alimentatore e il carico, riducendo così la tensione di ondulazione. Infine, dovrebbe essere eseguita una disposizione ragionevole del filo di terra per evitare interferenze
dal circuito del filo di terra e ridurre la tensione di ondulazione.

5. Scegliere un trasformatore adatto
I trasformatori sono componenti comunemente utilizzati negli alimentatori CC e la selezione del trasformatore appropriato può ridurre la tensione di ondulazione. In generale, nella progettazione del trasformatore è possibile utilizzare la tecnologia gap multistadio, che aumenta la resistenza magnetica del nucleo di ferro creando spazi vuoti sul nucleo di ferro, aumentando così la frequenza operativa
e la corrente di saturazione del trasformatore. Ciò può ridurre la tensione di ondulazione del trasformatore durante il funzionamento.

6. Controllare le variazioni di carico

I cambiamenti e le fluttuazioni improvvisi del carico possono anche portare ad un aumento della tensione di ondulazione, quindi è necessario considerare e controllare pienamente i cambiamenti del carico nella progettazione. Il bilanciamento del carico può essere utilizzato per ridurre la tensione di ripple totale progettando circuiti di carico appropriati che generano fluttuazioni opposte nella tensione di uscita. Inoltre, anche un controllo ragionevole della velocità di variazione del carico e l'evitamento di cambiamenti rapidi del carico sono metodi efficaci per ridurre la tensione di ondulazione.

7. Ottimizzare il design della dissipazione del calore

Il calore generato durante il funzionamento dell'alimentatore può anche portare ad un aumento della tensione di ondulazione. Pertanto, nel processo di progettazione, è necessario ottimizzare il progetto di dissipazione del calore per garantire che la temperatura operativa dell'alimentatore rientri in un intervallo ragionevole. Componenti di dissipazione del calore come dissipatori di calore e ventole possono essere utilizzati per aumentare l'area di dissipazione del calore e l'efficienza. Attraverso un buon design di dissipazione del calore, la tensione di ondulazione può essere ridotta.

8. Scegliere i componenti in modo ragionevole
Nella progettazione, anche la scelta dei componenti di potenza appropriati è un fattore chiave per ridurre la tensione di ripple. Ad esempio, la scelta di un diodo con corrente di ripple bassa e un transistor I0S può ridurre le perdite di commutazione e la tensione di ripple durante la commutazione. Nel frattempo, è importante scegliere condensatori con bassa ESR (resistenza in serie equivalente) per ridurre le perdite e
la tensione di ondulazione causata dalla resistenza interna dei condensatori.

Conclusione
La piccola ondulazione di tensione è una questione importante che deve essere affrontata nel processo di progettazione dell'alimentatore. Questo articolo introduce alcuni metodi comunemente utilizzati, tra cui condensatori di filtraggio, aumento dell'induttanza, utilizzo di regolatori di tensione, ottimizzazione del layout dell'alimentatore, selezione di trasformatori appropriati, controllo delle variazioni di carico, ottimizzazione della progettazione della dissipazione del calore e selezione ragionevole dei componenti. Nelle applicazioni pratiche, è possibile selezionare metodi appropriati in base alle esigenze specifiche per ridurre la tensione di ondulazione e migliorare la stabilità e l'affidabilità dell'alimentazione.