Causes de l'ondulation et du bruit dans les alimentations à découpage
La sortie de l'alimentation à découpage n'est pas une tension continue pure, mais contient des composants alternatifs causés par l'ondulation et le bruit. L'ondulation est la fluctuation de la tension continue de sortie, qui est liée à l'action de commutation de l'alimentation à découpage. Au cours de chaque processus d'ouverture et de fermeture, l'énergie électrique est « pompée » de l'extrémité d'entrée vers l'extrémité de sortie, formant un processus de charge et de décharge, qui fait fluctuer la tension de sortie avec la même fréquence que la fréquence de commutation. La tension d'ondulation est la valeur crête à crête entre le pic et le creux de l'ondulation. Sa taille est liée à la capacité et à la qualité du condensateur d'entrée et du condensateur de sortie de l'alimentation à découpage.
Il existe deux causes de bruit : l'une est générée par l'alimentation à découpage elle-même ; l'autre est l'interférence du champ électromagnétique externe (EMI), qui peut pénétrer dans l'alimentation à découpage par rayonnement ou entrer dans l'alimentation à découpage via la ligne électrique.
Le bruit généré par l'alimentation à découpage elle-même est un train d'impulsions haute fréquence, provoqué par les impulsions brusques générées au moment où l'interrupteur est allumé et éteint. On l'appelle également bruit de commutation. La fréquence du train d'impulsions de bruit est bien supérieure à la fréquence de commutation et la tension de bruit correspond à sa valeur crête à crête. L'amplitude de la tension de bruit est largement liée à la topologie de l'alimentation à découpage, à l'état parasite du circuit et à la conception du PCB.
Utilisez un oscilloscope pour voir les formes d’onde d’ondulation et de bruit. La fréquence de l'ondulation est la même que la fréquence du tube de commutation, tandis que la fréquence du bruit est le double de celle du tube de commutation. La somme de la valeur crête à crête de la tension d'ondulation et de la valeur crête à crête de la tension de bruit est la tension d'ondulation et de bruit, et son unité est mVp-p.
Méthodes de mesure de l'ondulation et du bruit
L'ondulation et la tension de bruit sont l'un des principaux paramètres de performance des alimentations à découpage, donc comment les mesurer avec précision est une question très importante. La méthode actuelle de mesure de la tension d'ondulation et de bruit consiste à utiliser un oscilloscope à large bande, capable de mesurer avec précision les valeurs de tension d'ondulation et de bruit.
Puisqu'il existe de nombreux types d'alimentations à découpage (avec des topologies, des fréquences de fonctionnement, des puissances de sortie différentes, des exigences techniques différentes, etc.), tous les fabricants utilisent des méthodes de mesure par oscilloscope. Seuls les appareils de mesure ne sont pas exactement les mêmes. Par conséquent, chaque fabricant a des exigences différentes pour les différentes alimentations à découpage. Toutes les mesures ont leurs propres normes, à savoir les normes d'entreprise.
Schéma fonctionnel d'une configuration pour mesurer l'ondulation et le bruit avec un oscilloscope. Il comprend l'alimentation à découpage, la charge, l'oscilloscope et les connexions de mesure testés. Certains appareils de mesure sont également équipés d'inductances, de condensateurs, de résistances et d'autres composants soudés.
