Як правильно вибрати конденсатор фільтра при проектуванні імпульсного джерела живлення?
Конденсатор фільтра відіграє дуже важливу роль в імпульсному джерелі живлення. Як правильно підібрати конденсатор фільтра, а особливо вибір конденсатора вихідного фільтра - проблема, яка хвилює кожного інженера і техніка. Ми можемо бачити різні конденсатори в ланцюзі фільтра живлення, 100 мкФ, 10 мкФ, 100 нФ, 10 нФ з різними значеннями ємності, тож як визначаються ці параметри? Не кажіть мені, що я скопіював чужу принципову схему, га-га.
Для звичайних електролітичних конденсаторів, що використовуються в ланцюгах з частотою живлення 50 Гц, частота пульсуючої напруги становить лише 100 Гц, а час зарядки та розрядки становить мілісекунди. Щоб отримати менший коефіцієнт пульсації, необхідна ємність досягає сотень тисяч мкФ. Тому метою звичайних низькочастотних алюмінієвих електролітичних конденсаторів є збільшення ємності. Основні параметри плюси і мінуси. Однак електролітичний конденсатор вихідного фільтра в імпульсному джерелі живлення має частоту пилкоподібної хвилі напруги, що досягає десятків кГц або навіть десятків МГц. У цей час ємність не є основним показником. Стандартом для вимірювання якості високочастотних алюмінієвих електролітичних конденсаторів є "імпеданс-"частотні" характеристики, він повинен мати нижчий еквівалентний опір в межах робочої частоти джерела живлення, і в той же час мати хорошу фільтрацію вплив на високочастотні сплески, що виникають під час роботи напівпровідникового пристрою.
Звичайні низькочастотні електролітичні конденсатори починають демонструвати індуктивність приблизно на 10 кГц, що не може відповідати вимогам імпульсних джерел живлення. Високочастотний алюмінієвий електролітичний конденсатор, призначений для імпульсного джерела живлення, має чотири висновки. Два кінці позитивного алюмінієвого листа відповідно витягуються як позитивний електрод конденсатора, а два кінці негативного алюмінієвого листа також відповідно витягуються як негативний електрод. Струм надходить від одного позитивного висновку конденсатора з чотирма полюсами, проходить через внутрішню частину конденсатора, а потім тече від іншого позитивного висновку до навантаження; струм, що повертається від навантаження, також протікає через одну негативну клему конденсатора, а потім тече від іншої негативної клеми до негативної клеми джерела живлення.
Оскільки конденсатор із чотирма полюсами має хороші високочастотні характеристики, він забезпечує надзвичайно сприятливий засіб для зменшення пульсуючої складової напруги та придушення шуму перемикання. Високочастотні алюмінієві електролітичні конденсатори також мають багатожильну форму, тобто алюмінієва фольга розділена на кілька коротших секцій, а кілька проводів з’єднані паралельно, щоб зменшити складову опору в ємнісному реактивному опорі. А використання матеріалів з низьким питомим опором як вихідних клем покращує здатність конденсатора витримувати великі струми.
Щоб цифрові схеми працювали стабільно і надійно, джерело живлення повинно бути «чистим», а поповнення енергії повинно бути своєчасним, тобто фільтрація і розв'язка повинні бути хорошими. Що таке розв’язка фільтра, простіше кажучи, це накопичення енергії, коли чіп не потребує струму, і я можу поповнити енергію вчасно, коли вам потрібен струм. Не кажіть мені, що ця відповідальність не лежить на DCDC і LDO? Так, на низьких частотах вони справляються, але високошвидкісні цифрові системи відрізняються.
