SMPS'nin çıkışına lineer regulatör koysak gürültü azalır mı?

[musti463]

SMPS'nin çıkışına lineer regulatör koysak gürültü azalır mı? Kullanışlı ve mantıklı birşey olur mu? Yoksa eleman israfı mı olur?

[mistek]

Detaylı anlatım: https://www.picproje.org/index.php/topic,53655.msg412338/topicseen.html#msg412338

[CLR]

Azalır, israf olmaz, LDO kullan ve LDO girişine Vout+1V ver.

[X-Fi]

Mistek hocam verdiğiniz link sadece profesyonel üyeler tarafından görülür arkadaşın bu link e erişimi yok ancak Z hocadan alıntı yapsak belki yardımı olur.

Yeterince yüksek frekansda çalışacak şekilde düzenlenmiş lineer devrelerin band genişliği yüksektir. Bunun anlamı çıkışı aniden değiştiren durumlara en kısa zamanda müdahale edilecek demektir. Anahtarlamalı sistemlerde bu anahtarlama frekansından dolayı sınırlıdır. Frekans çok çok arttırılırsa analog yapıya yaklaşılabilir.

Örneğin 100 Khz ile anahtarlanan devrede periyod  10us demektir. Yükün 10us den daha kısa zamanda oluşturacağı voltaj değişimlerine cevap verilmez.

Step down tipi anahtarlamalı güç kaynaklarında Vo/Vi Duty değeridir.

Herhangi bir Vo/Vi değeri için Iout değerinden yola çıkarak endüktans belirlenebilir. İstenen rıpıl için çıkış kapasitesi hesaplanabilir.

Eğer Vo/Vi değeri değiştirilirse bu hesabı yeniden yapmamız ve yeniden endüktans kapasitans hesabı yapmamız gerekir.

Labaratuvar tipi güç kaynağında çıkış gerilimi sürekli olarak değiştirileceğinden bu durumda anahtarlamalı yapıda rıpıl seçilen voltaja göre değişecek demektir.

Çok büyük L ve C kullanarak rıpılı her daim düşük kılarım diyebilirsiniz. Bu, regülatörün çıkışına çok düşük frekanslı bir low pass filitre koymak anlamına gelir. Bu durumda
geri beslemeli kontrol düzeneğinin doğal salınım frekansı çok düşük olacak yani sistem çok sağırlaşacak demektir. (Kararlılık konusu da ayrı bir durum)

Öte yandan çıkışta kullanılacak kapasitörlerin ESR değeri doğrudan mevcut rıpılın üstüne artı değer şeklinde etkili olacaktır.

[mistek]

Mistek hocam verdiğiniz link sadece profesyonel üyeler tarafından görülür arkadaşın bu link e erişimi yok ancak Z hocadan alıntı yapsak belki yardımı olur.

Unuttum ben onu. Düzelttiğiniz için sağolun hocam.

[Cemre.]

Forumda bizim göremediğimiz yerler mi var? Ene, çok gizemli hissettim 

[OG]

SMPS'nin çıkışına lineer regulatör koysak gürültü azalır mı? Kullanışlı ve mantıklı birşey olur mu?

Olur.

[elektronart]

Forumda bizim göremediğimiz yerler mi var? Ene, çok gizemli hissettim 

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

[Mr_YAMYAM]

Her regülatörün bir PSRR (Power Supply Ripple Rejection) değeri vardır ve bu değer data katologlarında belirtilmiştir.
[IMG]http://i.imgur.com/4RuAcBv.png[/img]
Örnek olarak verilmiş bilgilerde LM317 entegresinin tipik PSRR değeri görülmektedir.
LM317 adj trimpotuna kondansatör bağlanmaksızın verilen değer 60db dir.
60db lik zayıflatma değeri genel kriterler uygunluğu doğrultusunda çıkış gerilimi üzerinden hesap edilecektir.
60db lik zayıflatma yaklaşık 300 defa zayıflatma anlamına geldiğine göre, 10V luk örnek çıkış gerilimimiz için çıkıştaki gürültü seviyesi 10/300=0.033V yani 33 milivolt olacaktır.
DİKKAT:
Her voltaj regülatörünün bazı kıstasları vardır. Buna bir örnek verecek olursak, 10V çıkış gerilimi için elde ettiğimiz ripple değeri en az çıkış gerilimi için daha aşağıda olamayabilektır. Data şheetlerde hangi gerilimde minumum ripple değeri alınabileceği bildirilmiştir.

[ipek]

HP Agilent E35xx serisinde Preregulator olarak Turn of gate tristör gurubu ile yapılmış bir köprü diyot var ,bir kıyıcı devresi ile kıyıldığı için doğrultulmuş gerilim pre tracking Dissipation kontrolcüsünden sonra muhakkak Linear regulatör ile son buluyor.yeni serilerde trafo kaldırılmış.osilatör frekansı manuel olarak kaydırılabilir SMPS konulmuş,fakat yine çıkışta Linear regulatör yok.
dikatle izlediğim bir nokta ,normalde çok büyük güçlerde kullanılan Full bridge yöntemi 3 Amperlik adaptörede uygulanmış.ripple 10mv'tan düşük.

[CLR]

Forumda bir ara bahsetmiştim, TPS5450  ve dijital pot ile dijital güç kaynağı yaptım,  gerçi topa tutmuşlardı canları sağ olsun, herkesin elektronikçiliği kendine,

Çıkışında lineer regülatör olmadan 2A'de en fazla 40-50mV civarında ripple var. 2A sağlam bir değer.Her tasarladığım devre girişinde  LDO kullandığım için ve ripple'ı teorik olarak 1000 kat civarında azalttığı için, belki ripple frekans bandına göre 1-2mv oynar, bundan dolayı üzerinde çok durmuyorum çünkü şimdiye kadar besleme sorunu hiç yaşamadım.

[mustafaelektro]

Özellikle adc gibi gürültüden etkilenebilecek yapıları beslemek gerektiğinde tavsiye edilir. Ama koymadan da gürültüleri azaltabilirsiniz diye yöntemler anlatan sw-mode entegre datasheetleri görmüştüm.

[OG]

10V luk örnek çıkış gerilimimiz için çıkıştaki gürültü seviyesi 10/300=0.033V yani 33 milivolt olacaktır.

10V luk değişim 60db bastırılır 33mV olur.

[CLR]

PSRR ripple üzerinden hesaplanır, çıkış voltajı üzerinden hesaplanmaz. Mesela arkadaşların verdiği örnekte 10V'luk ripple üzerinden gidilmiş ama böyle bir power supply yok, kondansatörsüz yarımdalga veya tamdalga ancak böyle bir özellikte olabilir. Ayrıca 10V ripple 60db bastırılırsa teorik 1000'e bölünür 10mV ripple oluşur. Burada önemli olan ripple frekansıdır.

Genelde 100Khz stepdown'larda ripple %1-2'dir yani 5V çıkış için 50-100mV ripple oluşur. Yüksek frekanslılarda ripple çok daha azdır, çünkü response'u hızlı olduğu için. 
En kötü şartları düşünerek yani 100Khz'lik stepdown'dan 100Khz'lik sinyaller sızdığını(ripple'lar olduğunu) düşünerek çıkışına LDO veya lineer regülatör eklersek ve PSRR'yi 100Khz için 40db alsak bu da ripple 100kat azaltılır anlamına gelir ki, 50mV giriş ripple'ı çıkışta 0,5mV olacaktır.

Sistemde uygun LC bile kullanılmadan teorik sonuç bu. LC kullanınırsa çıkış daha güvenli stabil hale gelecektir.

[Mr_YAMYAM]

PSRR ripple üzerinden hesaplanır, çıkış voltajı üzerinden hesaplanmaz. Mesela arkadaşların verdiği örnekte 10V'luk ripple üzerinden gidilmiş ama böyle bir power supply yok, kondansatörsüz yarımdalga veya tamdalga ancak böyle bir özellikte olabilir. Ayrıca 10V ripple 60db bastırılırsa teorik 1000'e bölünür 10mV ripple oluşur. Burada önemli olan ripple frekansıdır.

Genelde 100Khz stepdown'larda ripple %1-2'dir yani 5V çıkış için 50-100mV ripple oluşur. Yüksek frekanslılarda ripple çok daha azdır, çünkü response'u hızlı olduğu için. 
En kötü şartları düşünerek yani 100Khz'lik stepdown'dan 100Khz'lik sinyaller sızdığını(ripple'lar olduğunu) düşünerek çıkışına LDO veya lineer regülatör eklersek ve PSRR'yi 100Khz için 40db alsak bu da ripple 100kat azaltılır anlamına gelir ki, 50mV giriş ripple'ı çıkışta 0,5mV olacaktır.

Sistemde uygun LC bile kullanılmadan teorik sonuç bu. LC kullanınırsa çıkış daha güvenli stabil hale gelecektir.

Ben mi yanlış biliyorum acaba sayın CLR
Lineer bir gerilim regülatörü girişteki voltajı. çıkış voltajı doğrultusunda azaltacaktır. Dolayısı ile girişteki AC ler de genlik olarak düşürülücektir. Daha doğrusu bastırılacaktır. Yani girişte PEAK değeri 24V olan bir nabazanlı DC gerilim, çıkışta Hiç bir RR özelliği olmadan düşürülürse ve 10V a düşürüldüğü varsayılırsa çıkıştaki ripple değeri de max. 10V PEAK değerinde olacaktır.
Teorinize göre;
Böyle bir regülatör girişinde 35V kullanılıyor ve 10-15V civarı bir gerilim elde ediliyorsa ripple değeri oldukça yüksek olacaktır.
Anlatımlarım genel olup;
Lineer voltaj regülatörlerinin belli frekanslarda RR özelliği olduğu, bu özelliğin iç yapıya göre değiştiği bilinmektedir. Örnek olarak verilmiş LM317 entegres, 10Hz< 10KHz< olarak çıkış NOISE değeri verilmiştir. Bu değer Vo için % olarak bildirilmiştir. Yani çıkış voltajı üzerinden yüzde olarak bastırılma değerleridir.
Eğer giriş noise frekansımız. switch mode sistemlerdeki 80Khz olursa, bu değerin  ne kadar tutarlı olacağını bilemiyeceğim.

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