Jak prawidłowo dobrać kondensator filtrujący przy tworzeniu zasilacza impulsowego?
Zasilacz impulsowy w dużym stopniu zależy od kondensatora filtrującego. Każdy inżynier i technik jest niezwykle zainteresowany kwestią odpowiedniego doboru kondensatora filtrującego, a zwłaszcza doboru kondensatora filtra wyjściowego. W obwodzie filtra mocy możemy zaobserwować różne kondensatory o wartościach pojemności odpowiednio 100uF, 10uF, 100nF i 10nF. Jak określa się te parametry? Proszę nie oskarżać mnie o kradzież schematu innej osoby.
Częstotliwość pulsującego napięcia dla typowych kondensatorów elektrolitycznych stosowanych w obwodach o częstotliwości zasilania 50 Hz wynosi tylko 100 Hz, a okres ładowania i rozładowania jest rzędu milisekund. Niezbędna pojemność może sięgać setek tysięcy F, aby uzyskać niższy współczynnik pulsacji. Aby poprawić pojemność, zaprojektowano standardowe aluminiowe kondensatory elektrolityczne o niskiej częstotliwości. podstawowe kryteria zalet i wad. Jednak kondensator elektrolityczny filtra wyjściowego zasilacza impulsowego ma częstotliwość napięcia fali piłokształtnej, która może osiągnąć dziesiątki kHz, a nawet MHz. Pojemność nie jest obecnie głównym wskaźnikiem. Kryteria oceny jakości aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych o wysokiej częstotliwości to ich charakterystyka „impedancja-” „częstotliwość”. Kondensatory te muszą mieć niższą impedancję równoważną w zakresie częstotliwości roboczej zasilacza impulsowego i jednocześnie wykazywać dobre filtrowanie impulsów o wysokiej częstotliwości wytwarzanych podczas pracy urządzenia półprzewodnikowego.
Nie można zastosować zasilacza impulsowego, ponieważ standardowe kondensatory elektrolityczne o niskiej częstotliwości nie mogą działać powyżej około 10 kHz, zanim zaczną wykazywać indukcyjność. Aluminiowy kondensator elektrolityczny wysokiej częstotliwości zasilacza impulsowego ma cztery złącza. Elektroda dodatnia kondensatora składa się z dwóch końców dodatniej blachy aluminiowej, podczas gdy jej elektroda ujemna składa się z dwóch końców ujemnej blachy aluminiowej. Prąd płynie z jednego dodatniego zacisku czterozaciskowego kondensatora, przechodzi przez wnętrze kondensatora, a następnie przepływa z drugiego bieguna dodatniego do obciążenia; prąd powracający z obciążenia również wpływa z jednego ujemnego zacisku kondensatora, a następnie przepływa z drugiego ujemnego zacisku do ujemnego zacisku zasilacza.
Kondensator z czterema zaciskami oferuje bardzo korzystną metodę minimalizowania pulsującej składowej napięcia i tłumienia szumu impulsów przełączania, ponieważ ma silne właściwości w zakresie wysokich częstotliwości. Folia aluminiowa jest cięta na kilka mniejszych części, a kilka przewodów jest połączonych równolegle, aby obniżyć składową impedancji w reaktancji pojemnościowej, która jest inną formą aluminiowego kondensatora elektrolitycznego o wysokiej częstotliwości. Dodatkowo zdolność kondensatora do obsługi dużych prądów została zwiększona dzięki zastosowaniu materiałów o niskiej rezystywności jako zacisków wyprowadzających.
Zasilanie musi być „czyste”, a uzupełnianie energii musi odbywać się na czas, aby obwody cyfrowe działały stabilnie i niezawodnie, co oznacza, że filtrowanie i odsprzęganie muszą być skuteczne. Mówiąc najprościej, filtrowanie i odsprzęganie to metody magazynowania energii, dzięki którym energia może być szybko uzupełniana, gdy chip wymaga prądu. Nie waż się mi powiedzieć, że DCDC i LDO nie są za to odpowiedzialne? Tak, mogą sobie z tym poradzić przy niskich częstotliwościach, ale szybkie systemy cyfrowe działają inaczej.
Najpierw spójrzmy na kondensator. Jedynym celem kondensatora jest służenie jako urządzenie do przechowywania ładunku. Wszyscy jesteśmy świadomi, że zasilacz wymaga filtrowania kondensatorów i że każdy pin zasilający chipa musi mieć zainstalowany kondensator {{0}}.1uF w celu odsprzęgnięcia. Dlaczego kondensatory niektórych układów scalonych znajdują się blisko styku zasilania 0,1 uF lub 0,01 uF? O co właściwie chodzi? Aby zrozumieć tę prawdę, musimy zrozumieć rzeczywiste cechy kondensatorów. Idealny kondensator to nic innego jak magazyn ładunku oparty na C. Prawdziwie wykonany kondensator nie jest jednak tak prosty.
