Kurze Einleitung

Welligkeitsspannung ist eine Spannungsschwankung am Ausgang einer Gleichstromversorgung und bezieht sich auf die Wechselstromkomponente der Ausgangsspannung. Übermäßige Welligkeitsspannung kann den normalen Betrieb elektronischer Geräte beeinträchtigen. Daher ist die Reduzierung der Welligkeitsspannung ein wichtiges Thema, das beim Entwurf von Stromversorgungen berücksichtigt werden muss. In diesem Artikel werden einige häufig verwendete Methoden zur Reduzierung der Welligkeitsspannung vorgestellt.

1. Filterkondensator
Filterkondensatoren sind eine häufig verwendete Methode zur Reduzierung der Welligkeitsspannung. Durch Auswahl eines geeigneten Kapazitätswerts können die meisten Wechselstromkomponenten in der Ausgangsspannung herausgefiltert und so die Welligkeitsspannung reduziert werden. Im Allgemeinen gilt: Je höher der Kapazitätswert, desto besser die Filterwirkung. Es ist jedoch zu beachten, dass ein hoher Kapazitätswert die Kosten und das Volumen erhöhen kann, während ein niedriger Kapazitätswert möglicherweise keine guten Filterergebnisse erzielt.

2. Induktivität erhöhen
Durch Hinzufügen induktiver Komponenten zum Gleichstromausgangsschaltkreis kann die Welligkeitsspannung effektiv reduziert werden. Induktive Komponenten weisen eine hohe Impedanz gegenüber Wechselstrom auf und spielen daher eine Filterfunktion in Schaltkreisen. Durch Erhöhen der Anzahl und des Werts induktiver Komponenten kann die Welligkeitsspannung weiter reduziert werden. Es ist zu beachten, dass die Auswahl der induktiven Komponenten entsprechend den spezifischen Anwendungsszenarien und Anforderungen optimiert werden sollte.

3. Verwenden Sie einen Spannungsregler.
Ein Spannungsregler ist eine häufig verwendete Energieverwaltungskomponente, die eine stabile Ausgangsspannung bereitstellen kann. Durch die Eingabe von Welligkeitsspannung am Eingangsende des Spannungsreglers kann am Ausgangsende des Spannungsreglers eine Spannung mit nahezu keiner Welligkeit erreicht werden. Regler verwenden normalerweise eine Rückkopplungssteuerung, um eine stabile Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten, indem sie ihre internen Schaltkreise kontinuierlich anpassen. Die Wahl eines geeigneten Spannungsreglers und die Entwicklung eines Rückkopplungsschaltkreises kann die Welligkeitsspannung effektiv reduzieren.

4. Optimieren Sie das Layout der Stromversorgung.
Eine sinnvolle Optimierung des Layouts der Stromversorgung kann die Welligkeitsspannung reduzieren. Zunächst ist es wichtig, die Hochfrequenz- und Niederfrequenzschaltkreise zu trennen. Die Interferenz zwischen Hochfrequenz- und Niederfrequenzschaltkreisen kann zu einer Erhöhung der Welligkeitsspannung führen. Zweitens ist es wichtig, auf die Verkabelung zwischen Stromversorgung und Last zu achten, die Länge der Verkabelung zu reduzieren und sinnvolle Isolationsmaßnahmen zu ergreifen, um Übersprechen zwischen Stromversorgung und Last zu reduzieren und so die Welligkeitsspannung zu verringern. Schließlich sollte eine sinnvolle Anordnung des Erdungskabels vorgenommen werden, um Interferenzen
durch den Erdungskabelschaltkreis zu vermeiden und die Welligkeitsspannung zu reduzieren.

5. Wählen Sie einen geeigneten Transformator.
Transformatoren sind häufig verwendete Komponenten in Gleichstromversorgungen. Durch Auswahl des geeigneten Transformators kann die Welligkeitsspannung verringert werden. Im Allgemeinen kann bei der Konstruktion von Transformatoren die Mehrstufenspalttechnologie verwendet werden, die den magnetischen Widerstand des Eisenkerns erhöht, indem Lücken im Eisenkern erzeugt werden. Dadurch werden die Betriebsfrequenz
und der Sättigungsstrom des Transformators erhöht. Dies kann die Welligkeitsspannung des Transformators während des Betriebs verringern.

6. Lastwechsel kontrollieren

Plötzliche Änderungen und Schwankungen der Last können ebenfalls zu einem Anstieg der Welligkeitsspannung führen. Daher müssen Änderungen der Last bei der Konstruktion vollständig berücksichtigt und kontrolliert werden. Durch Lastausgleich kann die Gesamtwelligkeitsspannung reduziert werden, indem geeignete Lastkreise entworfen werden, die entgegengesetzte Schwankungen der Ausgangsspannung erzeugen. Darüber hinaus sind eine angemessene Kontrolle der Lastschwankungsrate und die Vermeidung schneller Laständerungen ebenfalls wirksame Methoden zur Reduzierung der Welligkeitsspannung.

7. Optimieren Sie das Wärmeableitungsdesign

Die während des Betriebs des Netzteils erzeugte Wärme kann auch zu einer Erhöhung der Welligkeitsspannung führen. Daher ist es im Designprozess notwendig, das Wärmeableitungsdesign zu optimieren, um sicherzustellen, dass die Betriebstemperatur des Netzteils in einem angemessenen Bereich liegt. Wärmeableitungskomponenten wie Kühlkörper und Lüfter können verwendet werden, um die Wärmeableitungsfläche und -effizienz zu erhöhen. Durch ein gutes Wärmeableitungsdesign kann die Welligkeitsspannung reduziert werden.

8. Komponenten sinnvoll auswählen
Auch die Auswahl geeigneter Leistungskomponenten ist beim Design ein wichtiger Faktor zur Reduzierung der Welligkeitsspannung. Beispielsweise kann die Wahl einer Diode mit geringem Welligkeitsstrom und eines I0S-Transistors Schaltverluste und Welligkeitsspannung beim Schalten reduzieren. Gleichzeitig ist es wichtig, Kondensatoren mit geringem ESR (Equivalent Series Resistance) zu wählen, um die Verluste und die Welligkeitsspannung zu reduzieren,
die durch den Innenwiderstand der Kondensatoren verursacht werden.

Fazit:
Die geringe Welligkeitsspannung ist ein wichtiges Thema, das im Entwurfsprozess der Stromversorgung berücksichtigt werden muss. Dieser Artikel stellt einige häufig verwendete Methoden vor, darunter Filterkondensatoren, Erhöhung der Induktivität, Verwendung von Spannungsreglern, Optimierung des Stromversorgungslayouts, Auswahl geeigneter Transformatoren, Steuerung von Laständerungen, Optimierung des Wärmeableitungsdesigns und vernünftige Auswahl von Komponenten. In praktischen Anwendungen können geeignete Methoden basierend auf den spezifischen Anforderungen ausgewählt werden, um die Welligkeitsspannung zu reduzieren und die Stabilität und Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu verbessern.