تعد ضوضاء مصدر الطاقة نتيجة متكررة يجب على المصممين وغيرهم من المشاركين في إنتاج الإلكترونيات توقعها والتخطيط لتقليلها. فيما يلي بعض الطرق القابلة للتنفيذ لتحقيق هذا الهدف.
تطبيق مرشح
يتمثل أحد الخيارات ذات الاحتمالات المتعددة المرتبطة في استخدام تقنيات التصفية لإدارة ضوضاء مصدر الطاقة. على سبيل المثال ، يمكنك استخدام مكثفات الإخراج لتقليل الضوضاء لأنها ستتفاعل مع مقاومة خرج دائرة إمداد الطاقة. ومع ذلك ، فإن المكثفات لها مقاومة متسلسلة مكافئة (ESR) ومحاثة سلسلة مكافئة (ESL). سيؤدي اختيار واحد مع ESR و ESL أقل إلى تقليل الضوضاء.
ومع ذلك ، يجب أن تدرك أن الانخفاض الكبير في ESR – والذي يمكن أن يحدث عن طريق استبدال مكثف إلكتروليتي بآخر مصنوع من السيراميك – قد يتسبب في عدم استقرار مصدر الطاقة لأن ESR قد يوفر إشارات خطأ مرتبطة بالتغذية الراجعة.
بدلاً من ذلك ، تعمل كريات الفريت بشكل جيد بشكل خاص لتصفية ضوضاء الإخراج عالية التردد. إنها تبدد طاقة الضوضاء عالية التردد وتقوم بذلك عبر نطاق تردد واسع. ومع ذلك ، فإن حبيبات الفريت تصبح مقاومة ضمن النطاق الترددي المطلوب وتتبدد الضوضاء المفرطة كالحرارة.
يمكن أن تساعد فلاتر التداخل الكهرومغناطيسي وتداخل التردد اللاسلكي أيضًا في إدارة الضوضاء لأنها تمنع تلك الأنواع من الضوضاء الكهربائية من الدخول إلى النظام وتعطيل وظائفه. تعمل هذه المرشحات أيضًا على منع جهازك من وضع ضوضاء كهربائية على خطوط الطاقة. هذا الجانب الثاني مهم لأن المنظمين الحكوميين ينصون على مقدار الضوضاء التي يمكن للجهاز أن ينتجها ويرسلها عبر خطوط التيار المتردد. هناك أيضًا حدود مختلفة في أمريكا الشمالية مقابل أوروبا.
مرشحات المشابك – تسمى المشابك الفريتية – هي طرق تدخل شائعة أخرى ، لا سيما في منتجات مثل أجهزة الكمبيوتر أو المعدات المكتبية. تحتوي هذه المرشحات على قلب أسطواني من الفريت مدمج في البلاستيك وينقسم بالطول إلى جزأين. الميزة الأساسية لمرشح المشابك هي أنه يمكنك استخدامه ضمن إعداد المعدات الإلكترونية الحالي دون قطع الكابلات. تعمل هذه المرشحات أيضًا على حماية الجهاز من الكهرباء الساكنة.
وضح درجة حرارة التشغيل المقصودة للجهاز
يمكن أن تؤدي درجات الحرارة القصوى إلى إتلاف أحد المنتجات الإلكترونية والتسبب في مزيد من ضوضاء مصدر الطاقة. ومع ذلك ، من خلال الجمع بين اعتبارات التصميم وتعليم العملاء ، يمكن لممثلي الشركة زيادة احتمالية أن يكون المستخدمون سعداء بأداء المنتج.
على سبيل المثال ، يمكن أن يحافظ مصدر الطاقة ذو التهوية على النظام في درجة الحرارة المناسبة ، لكنه ليس خيارًا مناسبًا إذا كان الناس سيستخدمون المنتجات في بيئات متربة أو رطبة. علاوة على ذلك ، إذا كان هناك خطر من سخونة مصدر الطاقة وتشكيل خطر الحرق على المشغل ، فيجب على المصممين التفكير في أكثر الطرق فعالية للحفاظ على البرودة.
على العكس من ذلك ، يمكن أن يؤدي الطقس البارد إلى زيادة تموج جهد الخرج ، مما يضيف ضوضاء إلى النظام. قد تؤثر درجة الحرارة المنخفضة أيضًا سلبًا على إمكانيات تنظيم خرج مزود الطاقة. تعمل المنتجات الإلكترونية بشكل عام بشكل أفضل في درجات الحرارة الباردة مقارنة بدرجات الحرارة الساخنة ، ولكن درجات الحرارة القصوى في أي من الاتجاهين يمكن أن تضر بأداء الجهاز.
يُعد نصح العملاء بالامتناع عن تشغيل المنتج في الطقس البارد بدرجة كافية لزيادة ضوضاء النظام تقنية تقليل مباشرة. وبالمثل ، قدِّم ورقة مواصفات مفصلة يمكن للأشخاص الرجوع إليها بسهولة أثناء امتلاكهم للمنتج أو استخدامه.
انتبه لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور
تعد لوحات الدوائر المطبوعة ضرورية للعديد من الأجهزة المزودة بمصادر طاقة ، وهي تتحسن باستمرار. يتضمن أحد أحدث الابتكارات استخدام طابعات ثلاثية الأبعاد لصنع ثنائي الفينيل متعدد الكلور. ومع ذلك ، حتى عندما يستكشف الناس طرق إنتاج جديدة ، تظل بعض أفضل الممارسات للتخفيف من ضوضاء مصدر الطاقة ثابتة.
بالنسبة للمبتدئين ، حافظ على أحجام إشارات إشارة PCB قصيرة ورقيقة قدر الإمكان. تعتبر الآثار التي يتراوح عرضها من 4 إلى 8 مم ويقل سمكها عن 8 مم مثالية بشكل عام. يجب أن يؤدي الاحتفاظ بآثار ثنائي الفينيل متعدد الكلور ضمن تلك الحدود المقترحة إلى تقليل الاقتران السعوي ، مما يقلل الضوضاء – خاصة الأصوات التي تحدث عند الترددات العالية.
أثناء التخطيط لوضع التتبع ، تأكد من أن المسافة بين الآثار المتجاورة دائمًا أكبر من عرضها. القيام بذلك يقلل من فرص الحديث المتبادل. إذا كان لديك طبقتان متجاورتان للإشارة على لوحة الدوائر المطبوعة ، فتحقق من أن إحدى الطبقات لها توجيه أفقي والأخرى لها اتجاه رأسي كطريقة أخرى لتقليل التشويش. سيؤدي وضع خطوط الطاقة وجميع مدخلات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الأخرى عبر المرشحات أيضًا إلى تخفيف الضوضاء.
عند التعامل مع أثر ثنائي الفينيل متعدد الكلور مرتبط بإشارة حساسة ، احتفظ به بعيدًا عن الدوائر التذبذبية بغض النظر عما إذا كان التتبع والدائرة التذبذبية على نفس طبقة ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
يعد تصميم لوحة الدوائر المطبوعة بحيث تتميز بمناطق منفصلة تقنية أخرى لإدارة الضوضاء تؤثر على سلامة الإشارة. يعد الفصل بين الإشارات الرقمية والتناظرية من أفضل الممارسات التي يجب استخدامها. يمكن أن تولد الإشارات الرقمية ضوضاء عالية التردد يمكن أن تسبب أخطاء في كلا النوعين من الدوائر. وبالمثل ، افصل الإشارات عالية التردد عن الإشارات منخفضة التردد الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة.
اتبع خيارات ما بعد التنظيم
يعد دمج منظم ثاني منخفض الضوضاء ضمن خرج مصدر الطاقة أحد الاعتبارات الأخرى التي من شأنها تقليل الضوضاء. يزيد هذا الخيار من تكاليف التصميم الإجمالية ، ولكنه نهج يتم اختياره بشكل شائع.
عادةً ما يخفف الأشخاص من ضوضاء مصدر الطاقة باستخدام منظم خطي منخفض التسرب. يمكن أن يؤدي القيام بذلك إلى انخفاض من حيث الحجم على الأقل أو أكثر في تموج الإخراج. يمكن أن يؤدي تطبيق مرشح LC أو RC إلى زيادة نتائج تقليل الضوضاء.
ومع ذلك ، إذا اخترت استخدام مرشح RC أو LC في التصميم ، فاختر وقتًا لاختيار الأنسب. تتطلب مرشحات RC أن يكون لمصدر الطاقة تهوية ، مما يؤدي إلى تبديد الحرارة الناتجة عن المقاوم بشكل فعال. علاوة على ذلك ، على الرغم من أن مرشحات RC أرخص نسبيًا ، إلا أنها تناسب التيارات ذات الأحمال الصغيرة فقط وهي الأفضل لإدارة الإشارات منخفضة الطاقة.
على العكس من ذلك ، تعمل مرشحات LC بشكل جيد مع التيارات ذات الأحمال الثقيلة وستخفف الإشارات عالية الطاقة. لا تتطلب هذه المرشحات تهوية مكملة لأن المحرِّض لا ينتج حرارة.
لديك منظور واقعي حول ضوضاء مصدر الطاقة
ستساعدك هذه الاستراتيجيات على التحكم في الضوضاء في مصادر الطاقة. ومع ذلك ، فإن الشيء الأخير الذي يجب تذكره هو أنه لا يمكنك التخلص من الضوضاء ، لذا فإن تحديد المستويات المقبولة لمنتجك مفيد دائمًا.
بمجرد تحديد ذلك ، سيكون من الأسهل اختيار استراتيجية واحدة أو أكثر أعلاه وتطبيقها للحصول على النتائج المرجوة. إذا كنت تصمم إصدارًا محدثًا من منتج سابق ، فإن دمج ملاحظات العملاء يمكن أن يبرز نقاط ضعف التصميم التي يمكن أن تقلل ضوضاء مصدر الطاقة مع التسبب في نفس الوقت في فوائد أخرى.
اكتشاف المزيد من مجلة الإخلاص
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
