Cum ar trebui să fie ales corect condensatorul de filtru atunci când se creează o sursă de alimentare comutată?
Sursa de comutare depinde în mare măsură de condensatorul filtrului. Fiecare inginer și tehnician este extrem de preocupat de problema modului de a alege adecvat condensatorul de filtru, în special de selectarea condensatorului de filtru de ieșire. Putem observa diferiți condensatori pe circuitul filtrului de putere, cu valori de capacitate de 100uF, 10uF, 100nF și, respectiv, 10nF. Cum se determină acești parametri? Vă rog să nu mă acuzați că am furat diagrama schematică a altei persoane.
Frecvența tensiunii de pulsație pentru condensatoarele electrolitice tipice utilizate în circuitele de frecvență de putere de 50 Hz este de numai 100 Hz, iar perioada de încărcare și descărcare este de ordinul milisecundelor. Capacitatea necesară poate ajunge la sute de mii de F pentru a obține un coeficient de pulsație mai mic. Pentru a îmbunătăți capacitatea, sunt proiectate condensatoare electrolitice standard de joasă frecvență din aluminiu. criteriile principale pro și dezavantaje. Cu toate acestea, condensatorul electrolitic cu filtru de ieșire al sursei de alimentare cu comutație are o frecvență a tensiunii undei de ferăstrău care poate atinge zeci de kHz sau chiar MHz. Capacitatea nu este indicatorul principal în acest moment. Criteriile de evaluare a calității condensatoarelor electrolitice din aluminiu de înaltă frecvență sunt caracteristicile lor de „impedanță-” „Frecvență”. Acești condensatori trebuie să aibă o impedanță echivalentă mai mică în cadrul frecvenței de funcționare a sursei de alimentare în comutație și, în același timp, să prezinte o bună filtrare a vârfurilor de înaltă frecvență produse atunci când dispozitivul semiconductor funcționează.
Sursa de comutare nu poate fi utilizată deoarece condensatoarele electrolitice standard de joasă frecvență nu pot funcționa peste aproximativ 10 kHz înainte de a începe să prezinte inductivitate. Condensatorul electrolitic de înaltă frecvență al sursei de alimentare în comutație are patru conexiuni. Electrodul pozitiv al condensatorului este format din cele două capete ale foii de aluminiu pozitive, în timp ce electrodul său negativ este format din cele două capete ale foii de aluminiu negative. prin interiorul condensatorului și apoi curge de la celălalt terminal pozitiv la sarcină; curentul care se întoarce de la sarcină curge și de la o bornă negativă a condensatorului și apoi curge de la cealaltă bornă negativă la borna negativă a sursei de alimentare.
Condensatorul cu patru terminale oferă o metodă foarte avantajoasă pentru a minimiza componenta pulsatorie a tensiunii și pentru a suprima zgomotul de vârf de comutare, deoarece are proprietăți puternice de înaltă frecvență. Folia de aluminiu este tăiată în mai multe porțiuni mai mici și mai multe cabluri sunt legate în paralel pentru a reduce componenta de impedanță în reactanța capacitivă, care este o altă formă de condensator electrolitic din aluminiu de înaltă frecvență. În plus, capacitatea condensatorului de a face față curenților grei este crescută prin utilizarea materialelor cu rezistivitate scăzută ca terminale de ieșire.
Sursa de alimentare trebuie să fie „curată” și alimentarea cu energie trebuie să fie în timp util pentru ca circuitele digitale să funcționeze în mod constant și sigur, ceea ce înseamnă că filtrarea și decuplarea trebuie să fie eficiente. Simplu exprimat, filtrarea și decuplarea sunt metode de stocare a energiei, astfel încât energia să poată fi completată rapid atunci când cipul necesită curent. Nu îndrăznești să-mi spui că DCDC și LDO nu sunt responsabile de asta? Da, îl pot gestiona la frecvențe joase, dar sistemele digitale de mare viteză funcționează diferit.
Mai întâi, să ne uităm la condensator. Singurul scop al condensatorului este de a servi ca dispozitiv de stocare a încărcăturii. Suntem cu toții conștienți de faptul că sursa de alimentare necesită filtrare prin condensator și că pinul de alimentare al fiecărui cip trebuie să aibă un condensator de {{0}}.1uF instalat pentru decuplare. De ce sunt condensatorii unor cipuri de placă aproape de pinul de alimentare 0.1uF sau 0.01uF? Ce rost are, într-adevăr? Trebuie să înțelegem caracteristicile reale ale condensatoarelor pentru a înțelege acest adevăr. Un condensator perfect nu este altceva decât un stocare de încărcare bazată pe C. Cu toate acestea, condensatorul real nu este la fel de simplu.
