Kako pravilno izbrati filtrirne kondenzatorje pri zasnovi stikalnega napajalnika?
Filtrirni kondenzatorji igrajo zelo pomembno vlogo pri stikalnih napajalnikih in kako pravilno izbrati filtrirne kondenzatorje, še posebej izbira izhodnih filtrirnih kondenzatorjev, je velika skrb vsakega inženirskega in tehničnega osebja. Vidimo lahko različne kondenzatorje v vezju močnostnega filtra z različnimi kapacitivnostmi 100uF, 10uF, 100nF in 10nF. Kako so ti parametri določeni?
Običajni elektrolitski kondenzator, ki se uporablja v tokokrogu z močjo 50 Hz, ima frekvenco pulzirajoče napetosti samo 100 Hz in čas polnjenja in praznjenja milisekund. Za doseganje manjšega pulzacijskega koeficienta lahko zahtevana kapacitivnost doseže več sto tisoč μF. Zato je cilj navadnih nizkofrekvenčnih aluminijastih elektrolitskih kondenzatorjev povečati njihovo kapacitivnost, kapacitivnost, tangens izgube in uhajalni tok kondenzatorja pa so glavne parametre za razlikovanje njegovih prednosti in slabosti. Izhodni filtrirni elektrolitski kondenzator v stikalnem napajalniku ima žagasto napetostno frekvenco do deset kHz ali celo deset MHz. Trenutno kapacitivnost ni njen glavni indikator. Standard za merjenje kakovosti visokofrekvenčnih aluminijastih elektrolitskih kondenzatorjev je značilnost "impedančne frekvence", ki zahteva nižjo ekvivalentno impedanco znotraj delovne frekvence preklopnega napajanja in ima dober učinek filtriranja visokofrekvenčnih vrhovnih signalov ki nastanejo med delovanjem polprevodniških naprav.
Običajni nizkofrekvenčni elektrolitski kondenzatorji začnejo kazati induktivnost okoli 10 kHz, kar ne more izpolniti zahtev uporabe stikalnega napajanja. Visokofrekvenčni aluminijasti elektrolitski kondenzator, namenjen preklopnemu napajanju, ima štiri priključke, pri čemer sta dva konca pozitivne aluminijaste plošče izpeljana kot pozitivna elektroda kondenzatorja, oba konca negativne aluminijaste plošče pa sta prav tako izpeljana kot negativno elektrodo. Tok teče z enega pozitivnega konca kondenzatorja s štirimi sponkami, gre skozi notranjost kondenzatorja in nato teče z drugega pozitivnega konca do bremena; Tok, vrnjen iz obremenitve, prav tako teče od enega negativnega konca kondenzatorja in nato od drugega negativnega konca do negativnega konca napajalnika.
Zaradi odličnih visokofrekvenčnih karakteristik kondenzatorja s štirimi sponkami zagotavlja izjemno ugoden način za zmanjšanje komponent valovanja napetosti in zadušitev hrupa konic stikala. Visokofrekvenčni aluminijasti elektrolitski kondenzatorji so tudi v obliki več jeder, ki razdelijo aluminijasto folijo na krajše dele in jih povežejo vzporedno z več vodili, da zmanjšajo impedančno komponento v kapacitivnosti. In uporaba materialov z nizko upornostjo kot izhodnih sponk izboljša sposobnost kondenzatorja, da prenese velike tokove.
Digitalna vezja morajo delovati stabilno in zanesljivo, napajanje mora biti »čisto«, dopolnjevanje energije pravočasno, to pomeni, da morata biti filtriranje in ločitev dobri. Kaj je ločevanje filtriranja? Preprosto povedano, to pomeni shranjevanje energije, ko čip ne potrebuje toka, in lahko pravočasno dopolnim energijo, ko potrebujete tok.
