Як правильно вибрати конденсатор фільтра при створенні імпульсного джерела живлення?
Імпульсне джерело живлення сильно залежить від конденсатора фільтра. Кожен інженер і технік надзвичайно стурбований питанням правильного вибору фільтруючого конденсатора, особливо підбору вихідного фільтрувального конденсатора. Ми можемо спостерігати різні конденсатори в ланцюзі фільтра живлення зі значеннями ємності 100 мкФ, 10 мкФ, 100 нФ і 10 нФ відповідно. Як визначаються ці параметри? Будь ласка, не звинувачуйте мене в крадіжці принципової схеми іншої людини.
Частота пульсації напруги для типових електролітичних конденсаторів, що використовуються в ланцюгах з частотою живлення 50 Гц, становить лише 100 Гц, а період заряджання та розряджання становить мілісекунди. Необхідна ємність може досягати сотень тисяч Ф, щоб отримати менший коефіцієнт пульсації. Для підвищення ємності розроблені стандартні низькочастотні алюмінієві електролітичні конденсатори. Основні критерії переваг і недоліків. Однак електролітичний конденсатор вихідного фільтра імпульсного джерела живлення має пилкоподібну частоту напруги, яка може досягати десятків кГц або навіть МГц. Ємність зараз не є основним показником. Критеріями для оцінки якості високочастотних алюмінієвих електролітичних конденсаторів є їхні «імпедансні» «частотні» характеристики. Ці конденсатори повинні мати нижчий еквівалентний опір в межах робочої частоти джерела живлення з перемиканням і, в той же час, демонструвати хорошу фільтрацію високочастотних стрибків, що виникають під час роботи напівпровідникового пристрою.
Імпульсне джерело живлення не можна використовувати, оскільки стандартні низькочастотні електролітичні конденсатори не можуть працювати на частотах вище приблизно 10 кГц, перш ніж вони почнуть проявляти індуктивність. Високочастотний алюмінієвий електролітичний конденсатор імпульсного джерела живлення має чотири контакти. Позитивний електрод конденсатора складається з двох кінців позитивного алюмінієвого листа, тоді як його негативний електрод складається з двох кінців негативного алюмінієвого листа. Струм тече з одного позитивного полюсу 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.
Конденсатор із чотирма полюсами пропонує дуже вигідний метод для мінімізації пульсуючої складової напруги та придушення шуму перемикання, оскільки він має сильні високочастотні властивості. Алюмінієва фольга розрізається на кілька менших частин, і кілька проводів з’єднані паралельно, щоб знизити компонент імпедансу в ємнісному реактивному опорі, який є іншою формою високочастотного алюмінієвого електролітичного конденсатора. Крім того, здатність конденсатора витримувати сильні струми збільшується за рахунок використання матеріалів з низьким питомим опором як вихідних клем.
Джерело живлення має бути «чистим», а поповнення енергії має бути своєчасним, щоб цифрові схеми працювали стабільно та надійно, а це означає, що фільтрація та розв’язка мають бути ефективними. Простіше кажучи, фільтрація та розв’язка є методами зберігання енергії, щоб енергія могла бути швидко поповнена, коли мікросхемі потрібен струм. Не смійте казати мені, що DCDC і LDO не відповідають за це? Так, вони можуть керувати ним на низьких частотах, але високошвидкісні цифрові системи працюють інакше.
Спочатку розглянемо конденсатор. Єдине призначення конденсатора — служити накопичувачем заряду. Ми всі знаємо, що джерело живлення потребує конденсаторної фільтрації, і що кожен контакт живлення чіпа повинен мати встановлений конденсатор {{0}}.1uF для розв’язки. Чому конденсатори деяких мікросхем плати розташовані близько до контакту живлення 0.1 мкФ або 0,01 мкФ? Справді, який сенс? Щоб зрозуміти цю істину, ми повинні зрозуміти фактичні властивості конденсаторів. Ідеальний конденсатор - це не що інше, як накопичувач заряду на основі С. Однак справжній конденсатор не такий простий.
