SMPS'nin çıkışına lineer regulatör koysak gürültü azalır mı?

[CLR]

Merhaba,

Ben yukarıda kötü şartları düşünerek smps frekansında sızıntı olursa diye bahsetmiştim ama gerçekçi bir örnek vereyim.

PSRR'nin formülü belli, girişteki ripple'ın çıkıştaki ripple'a oranı, bunu dB cinsinden / yüzde cinsinden her türlü açıklanabilir.
Mesela senin verdiğin örnekten yola çıkalım, Lineer regülatöre 35V girelim ve çıkışta 10V olsun. 35V ile başka bir cihazı daha besleyelim ve o cihazda periyodik 1Khz'de 2A akım asılsın bunun etkisi olarak 35V , 1Khz'lik frekansta 300mV dalgalansın yani 300mV ripple olsun.

Regülatörün PSRR'sini  bu frekans bandında 60dB kabul edersek(datasheette verilir veya grafiği verilir) teorik olarak ripple 1000kat azalacaktır
300mV/1000=0,3mV tabii bu sadece 2. cihazın bizim devremize etkisidir.

Regülatörle beslediğin devreninde etkisi olacaktır ama önemsiz ripple için regülatörü yüküne göre seçmen gerekiyor. Tabii ripple sadece bunlara bağlı değil, özellikle smps'in pcb'si, yük pcb'si, regülatör ve kondansatör seçimleri kritik önemli.   

[camby]

Uslu çocuk olursan yeterince mesaja ulaştığında görülmeyen yerleri görebilirsin, cennet gibi birşey, bir görebilmek umuduyla yaşayıp gidiyoruz.

Tahmin ediyorum konu belli bir olgunluğa ulaşınca açılacaktır, amaç birşey gizlemek değil tam tersi paylaşımda bulunmak. Fakat vaktinden önce açıldığında ' o konu için konuşuyorum ' anlamını yitirebilir.

Kısaca fırında börek var... : )

[musti463]

Marka bir endüstriyel cihazın içerisinde gördüğüm LM2596-ADJ entegresinin 5V 'luk çıkışını osiloskopla incelediğimde 200mV civarı bir Vpp değeri gösteriyor.

LM2596-ADJ'nin girişine 6V verip, çıkışına 7805 ve 7805'in çıkışına da 100nF bağlayınca Vpp değeri 160mV'a düşüyor.

[CLR]

Marka bir endüstriyel cihazın içerisinde gördüğüm LM2596-ADJ entegresinin 5V 'luk çıkışını osiloskopla incelediğimde 200mV civarı bir Vpp değeri gösteriyor.

LM2596-ADJ'nin girişine 6V verip, çıkışına 7805 ve 7805'in çıkışına da 100nF bağlayınca Vpp değeri 160mV'a düşüyor.

@musti463
Biraz datasheet konularına eğilmen gerekiyor.
Ortada regülasyon yokki ripple'dan bahsediyorsun.
Birincisi LM2596'ya 6V verip 5 Volt beklemen mantıksız çünkü stabil çalışma için minimum giriş çıkışın 2V üzerinde öneriliyor.
İkinci yanlışında aynı LM7805'in minimum low dropout voltajı 2V, 6 volt versen bile stabil 5V alman imkansız ki ripple'dan bahsediyorsun. 

Ayrıca ripple ölçerken scobun ground baglantısının yeri bile önemli.

[musti463]

@CLR Deneyerek gördüm hocam bu değerleri bir yerden okuyarak değil, yorumunuzdan dolayı tekrar kurdum düzeneği aynı sonucu gördüm. 6V girişde 7805 çıkışında 5V veriyordu ve Vpp değeri 160mV 'du. Ground bağlantısınıda 7805'in şasesine bağladım.

[CLR]

Merhaba @musti463,

Benim yorumum önemli değil, önemli olan datasheetin söyledikleri, teknik kişi olarak başkalarının söylediğine değil, kullandığımız malzemelerin datasheetlerine göre hareket etmeliyiz. Hiç 6V ile 7805 veya 9V ile 7808 beslemedim herzaman en az 2V5 üzerinde voltaj uyguladım, çünkü datasheet'te en az Vout+2V tavsiye ediyor. Tabii LDO'lar yaygınlaşıncaya kadar. Şimdi 78XX serisi hiç kullanmıyorum.

Datasheet'e bakarsan 78XX serisi için low dropout voltajı 2V'tur, tabi bu akıma göre değişir. 1V5''te yüksüz belki regüle edebilir ama güvenemeyiz, 78xx serisi markadan markaya, hatta aynı marka bile olsa ikisi birbirinden farklılık gösterir. Mesela 7805'in 4.65-5.25 arasında regüle ettiğini çok gördüm. Ama kural olarak iyi bir regülasyon için 78xx serisine minimum Vout + 2V uygulaman gerekir. Senin uygulamanda tam regülasyon söz konusu değil bu nedenle bazılarında değil 160mV, 0,5V bile kayıp görebilirsin. 

[OG]

NOT: db-kazanç formülünü yanlış hesaplamış olabilirim. Kusura bakmayın.

Ben de hesaplamadan sizin hesabınızı verdim.

Ancak oradaki deger kadar rıpılı o kadar bastırır demektir.

SMPS lerin linear elemanlar kadar düşük gürültüye sahip olması çoook zor, en azından bugünün tekniği ile.

[Mr_YAMYAM]

SMPS sistemi zaten kendi içinde gürültü ile çalışmaktadır. Yani kare dalga.
Bir sinüsoidal işaretin RİPPLE seviyesi (100Hz ve harmonikleri) ile uğraşmak günümüzde belli tekniklerle sade bir sistem ile yapılabilirken, bir kare dalganın, daha doğrusu darbeli bir genliğin gürültüleri ile başetmek öyle kolay değildir kanaatimce.

[hasankara]

Ben bir buck devresi kurdum 12 voltu 4.9 volta düşürdüm. 4,9 volt ta 157mv Vpp gördüm ve dalgalanmayı rahat bir şekilde görebiliyordum. bu seviyeden de 3.3volt regülatörle çıkış aldım. 3.3voltta 62.7mv Vpp gördüm. Denemelerimi bread board üzerinde kurduğum için çevreden etkilenme fazlaca olmuş olabilir. feedback sinyali özellikle reflexler iyi olması için filtrede yapamıyoruz bu durumları da göz önünde bulundurmak gerekir. adc nin 10 bit çözünürlüğünde olması da yine vpp üzerinde olumsuz parametre olarak görülebilir. En önemlisi de kullandığım osilaskop 8 bit örnekleme yapıyor ve kendi gnd sindeki sinyali ölçtüğümde bile 31,7 mv görüyor. yani osilaskopumun adım aralığı 31,7 mv. Bu sonuçları, bu bilgiler ışığında değerlendirebilirsin.
mesaj birleştirme:: 04 Temmuz 2014, 05:27:57
En güzeli de bu sistemde, anahtarlama aktifken sistem 30ma çekerken, anahtarlamayı iptal edip regülatörü direk 12 volttan beslediğimde 131ma ler çektiğini kaydettim.

[CLR]

Bilgim dahilinde forum arkadaşlarıma yardmcı olayım.

Step-up/down, sepic pcb'sini kurallarına uygun çizmezsek iyi kompanze olmayacağından paso çıkış gezecek veya çalışmama olasılığı da yüksek. Bu durumta topu switching'e atıyoruz.
Çıkışında lineer reg. olmadan 4A-5A'de max 25-30mV ripple ile çalışan step-down regulatorler var. Önemli olan seçmesini bilmek.
Herşeyde bu böyle değilmidir.

Çok spesifik bir bir devre yapmamız gerekiyorsa mesela 24bit adc ile 18-19bit çözünürlükte stabil voltaj okumak istiyorsak taş gibi PS gerekir. Bu durumda ripple ve
ve gürültü aşırı derecede önemlidir. Taş gibi PS gereken durumlarda yine devreninize step-down ardından bir ripple blocker IC ekleyin, ripple blocker PSRR bandgenişliği yüksek olan bir chiptir.
Netten bakabilirsiniz. Veya daha garanticiyseniz Stepdown+ripple blocker + LDO kullanın.

Stepdown, sistemin verimini arttırırken, ripple blocker aktif filtre sağlar, LDO ise analog sevide transient response sağlar, sonuçta analog tepkiye sahip ama bir o kadarda verimi yüksek PS'niz olur.   

Bunlara da güvenmem diyorsanız, sistem içinde her önemli chip'in girişine Fbead+10nf veya 100nf kullanabilirsiniz. Yüksek hızlı hatlara emif kullanabilirsiniz veya çakma emifte olur.

Yollardan gürültüleri kestik ama havadan gelirse diye takıntınız varsa üstünü örtün ve groundlayın. 

Switching'den hoşlanmıyorsanız onun için yapacak birşey yok.     

[mistek]

PCB son derece önemli. SMPS te kullandığınız elemanlar ripple'ın teorik hesabı için istediğiniz değerdedir ancak PCB iyi çizilmemişse teorik hesaplar pratik uygulamada tutmuyor.

LM25xx devrelerinde çıkışa, LDO lineer reg. ve uygun yerlere ferrite bead,1n-10n-100n koyuyorum. Ciddi derecede iyileşme sağlıyor.   PCB'yi datasheette anlattığı şekilde çizmekte fayda var.