Kako pravilno izbrati filtrirni kondenzator pri izdelavi stikalnega napajanja?
Preklopni napajalnik je močno odvisen od filtrskega kondenzatorja. Vsak inženir in tehnik se izjemno ukvarja z vprašanjem, kako pravilno izbrati filtrski kondenzator, še posebej izbiro izhodnega filtrskega kondenzatorja. V vezju močnostnega filtra lahko opazimo različne kondenzatorje z vrednostmi kapacitivnosti 100uF, 10uF, 100nF in 10nF. Kako so ti parametri določeni? Prosim, ne me obtožite, da sem ukradel shematski diagram druge osebe.
Frekvenca pulzirajoče napetosti za tipične elektrolitske kondenzatorje, ki se uporabljajo v tokokrogih z močjo 50 Hz, je le 100 Hz, čas polnjenja in praznjenja pa je reda velikosti milisekund. Potrebna kapacitivnost lahko doseže več sto tisoč F, da se doseže nižji koeficient pulziranja. Za izboljšanje kapacitivnosti so zasnovani standardni nizkofrekvenčni aluminijasti elektrolitski kondenzatorji. glavna merila prednosti in slabosti. Vendar pa ima elektrolitski kondenzator izhodnega filtra stikalnega napajalnika frekvenco napetosti žagastega vala, ki lahko doseže več deset kHz ali celo MHz. Kapacitivnost trenutno ni glavni indikator. Merila za presojo kakovosti visokofrekvenčnih aluminijevih elektrolitskih kondenzatorjev so njihove "impedančne" "frekvenčne" karakteristike. Ti kondenzatorji morajo imeti nižjo ekvivalentno impedanco znotraj delovne frekvence preklopnega napajalnika in hkrati dobro filtrirati visokofrekvenčne trne, ki nastanejo med delovanjem polprevodniške naprave.
Preklopnega napajanja ni mogoče uporabiti, ker standardni nizkofrekvenčni elektrolitski kondenzatorji ne morejo delovati nad približno 10 kHz, preden začnejo kazati induktivnost. Visokofrekvenčni aluminijasti elektrolitski kondenzator preklopnega napajalnika ima štiri priključke. Pozitivna elektroda kondenzatorja je sestavljena iz obeh koncev pozitivne aluminijaste plošče, medtem ko je njegova negativna elektroda sestavljena iz dveh koncev negativne aluminijaste plošče. Tok teče iz enega pozitivnega priključka štiripolnega kondenzatorja, skozi notranjost kondenzatorja in nato teče od drugega pozitivnega priključka do bremena; tok, ki se vrača iz bremena, teče tudi iz enega negativnega priključka kondenzatorja in nato teče od drugega negativnega priključka do negativnega priključka napajalnika.
Kondenzator s štirimi sponkami ponuja zelo ugodno metodo za zmanjševanje pulzirajoče komponente napetosti in zadušitev šuma preklopnih konic, saj ima močne visokofrekvenčne lastnosti. Aluminijasta folija je razrezana na več manjših delov in več vodnikov je povezanih vzporedno, da se zmanjša komponenta impedance v kapacitivni reaktanci, ki je druga oblika visokofrekvenčnega aluminijastega elektrolitskega kondenzatorja. Poleg tega se zmogljivost kondenzatorja za obvladovanje velikih tokov poveča z uporabo materialov z nizko upornostjo kot izhodnih sponk.
Napajanje mora biti "čisto" in dopolnjevanje energije mora biti pravočasno, da lahko digitalna vezja delujejo enakomerno in zanesljivo, kar pomeni, da morata biti filtriranje in ločevanje učinkovito. Preprosto povedano, sta filtriranje in ločevanje metoda shranjevanja energije, tako da je mogoče energijo hitro dopolniti, ko čip potrebuje tok. Si mi ne upaš reči, da DCDC in LDO nista zadolžena za to? Da, to lahko upravljajo pri nizkih frekvencah, vendar hitri digitalni sistemi delujejo drugače.
Najprej si oglejmo kondenzator. Edini namen kondenzatorja je služiti kot naprava za shranjevanje naboja. Vsi se zavedamo, da napajalnik potrebuje kondenzatorsko filtriranje in da mora imeti vsak napajalni priključek čipa nameščen kondenzator {{0}}.1uF za ločitev. Zakaj so nekateri kondenzatorji čipov plošče blizu napajalnega zatiča 0.1uF ali 0,01uF? Kaj je pravzaprav smisel? Da bi razumeli to resnico, moramo razumeti dejanske lastnosti kondenzatorjev. Popoln kondenzator ni nič drugega kot shramba naboja na osnovi C. Pravi kondenzator pa ni tako preprost.
