Obviamente no puede ser así. ¿Pero por qué? Imagine un convertidor con un detector de fase de su frecuencia de conmutación, genera un indicador cuando la fase es de 180 ° y el otro sincroniza su propio oscilador para generar una onda de salida de fase a otra. Entonces será como abajo:
El verde es la suma de salida de dos ondulaciones de CA y la CC común. ¿Cuáles son las razones por las que esto no se puede hacer?
El rizado de voltaje en la salida es la integral de la corriente en el (los) condensador (es) de salida. Si asumimos que la carga consume una corriente constante, entonces para que el voltaje de rizado sea cero, la corriente suministrada desde el (los) convertidor (es) del modo de conmutación también debe ser constante.
Si la corriente de rizado de los conmutadores era un buen sinusiodo limpio en la frecuencia de conmutación, entonces lo que propones sería posible. En cambio, como su nombre sugiere es una forma de onda que resulta de la conmutación, a veces la corriente puede ser cero (los bucks que se ejecutan en "modo continuo" entregan la corriente todo el tiempo, los refuerzos, los flyback y los convertidores que se ejecutan en modo discontinuo no lo hacen) y cuando la corriente es la entrega no es del todo a una velocidad constante (lo cercano a la constante depende del valor del inductor). La forma exacta de la forma de onda dependerá de muchos factores, incluidos el voltaje de alimentación y la corriente de carga.
Habiendo dicho eso, si bien su método no eliminará por completo la ondulación, la reducirá significativamente. A esto le llamamos un convertidor "polifásico" y puede hacerse con cualquier número de fases desde 2 en adelante.
Por ahora, supongamos que las formas de onda de todos los convertidores son copias desplazadas en el tiempo entre sí y son periódicas a la frecuencia de conmutación (estas son aproximaciones de la relación pero son lo suficientemente buenas por ahora). Podemos ver cualquier forma de onda periódica como una serie de sinusiods en armónica de la frecuencia de conmutación.
Si tenemos n fases perfectamente combinadas, eliminamos cualquier armónico que no sea un múltiplo de n. En general, los armónicos más bajos tienden a ser más grandes que los más altos para la mayoría de las formas de onda y, además, el capacitor de salida actúa como un integrador, lo que significa que las corrientes de rizado de alta frecuencia tienen mucho menos impacto en el voltaje de rizado que las de baja frecuencia.
Esto se hace en la práctica, por ejemplo, enlace describe un convertidor IC que está diseñado para impulsar dos fases directamente y proporciona Funcionalidad para sincronizar múltiples chips para construir convertidores con hasta 12 fases.
¿Es posible eliminar la ondulación de salida de SMPS utilizando dos SMPS en paralelo para producir salidas fuera de fase entre sí?
No.
Sin embargo, algunas fuentes de alimentación de conmutación son multifase, lo que significa que tienen varios trenes de potencia en paralelo en su interior. Esto generalmente se hace para aumentar la capacidad de la corriente de salida, pero las fases también se ejecutan de manera uniforme escalonada durante un ciclo para reducir la ondulación.
Laeliminación con dos suministros requeriría que cada uno tenga exactamente la ondulación opuesta a la otra, y luego estos dos exactamente promediando. Debería ser obvio que eso nunca va a suceder.
Además de especificar una ondulación absolutamente 0, la falla principal en su proceso de pensamiento es que es poco probable que la ondulación de las fuentes de alimentación de conmutación sea algo simétrico por media forma de onda. Su diagrama muestra el seno, por lo que esto funcionaría, pero la ondulación de las fuentes de alimentación de conmutación es más puntiaguda que eso. O bien, puede ser una salida trapezoidal con un aumento bastante pronunciado, luego un decaimiento más lento o, a veces, un aumento lento con un decaimiento rápido. Los cambios en la carga también afectarán la amplitud y la forma de la ondulación. Este tipo de formas de onda desfasadas 180 ° no promedian una línea plana.
Si bien no puede eliminar todas las ondulaciones, puede eliminar todos los componentes a la frecuencia de conmutación fundamental utilizando un conmutador de doble fase. Un conmutador de fase n puede eliminar todos los armónicos hasta el (n-1) th. Obviamente, en la práctica, los desajustes y compensaciones de los componentes hacen que parte de esto sea imperfecto, pero en la práctica es posible una reducción muy significativa (10-20 dB), y la ondulación pico-pico en la salida puede reducirse, o equivalentemente, la capacitancia de salida por la misma cantidad de ondulación.
Algunos circuitos integrados SMPS tienen entradas / salidas de sincronización. Con este tipo, es posible ejecutar múltiples circuitos integrados en polifase. Esto aumenta la frecuencia de ondulación y disminuye la amplitud de la ondulación, lo que facilita el filtrado.
Podría ser más fácil simplemente usar un solo controlador polifásico para manejar múltiples interruptores.
Los IC de SMPS que se ejecutan libremente sin E / S de sincronización no serían fáciles, y puede que sea imposible, sincronizar en una polifase agradable.
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