Jak prawidłowo dobrać kondensator filtrujący podczas projektowania zasilacza impulsowego?
Kondensator filtrujący odgrywa bardzo ważną rolę w zasilaczu impulsowym. Jak prawidłowo dobrać kondensator filtrujący, a zwłaszcza dobór kondensatora filtrującego na wyjściu to problem, który bardzo interesuje każdego inżyniera i technika. Widzimy różne kondensatory w obwodzie filtra zasilania, 100uF, 10uF, 100nF, 10nF o różnych wartościach pojemności, więc jak określa się te parametry? Nie mów mi, że skopiowałem czyjś schemat, huh, huh.
W przypadku typowych kondensatorów elektrolitycznych stosowanych w obwodach o częstotliwości sieciowej 50 Hz częstotliwość pulsującego napięcia wynosi tylko 100 Hz, a czas ładowania i rozładowania jest rzędu milisekund. Aby uzyskać mniejszy współczynnik pulsacji, wymagana pojemność sięga setek tysięcy μF. Dlatego celem zwykłych aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych o niskiej częstotliwości jest zwiększenie pojemności. Główne parametry plusy i minusy. Jednak kondensator elektrolityczny filtra wyjściowego w zasilaczu impulsowym ma częstotliwość napięcia piłokształtnego sięgającą dziesiątek kHz, a nawet dziesiątek MHz. W tej chwili pojemność nie jest głównym wskaźnikiem. Standardem pomiaru jakości aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych o wysokiej częstotliwości jest charakterystyka „impedancja-„częstotliwość”, wymagana jest niższa impedancja równoważna w ramach częstotliwości roboczej zasilacza impulsowego, a jednocześnie mieć dobre filtrowanie wpływ na skoki wysokiej częstotliwości generowane podczas pracy urządzenia półprzewodnikowego.
Zwykłe kondensatory elektrolityczne o niskiej częstotliwości zaczynają wykazywać indukcyjność przy około 10 kHz, co nie spełnia wymagań zasilaczy impulsowych. Aluminiowy kondensator elektrolityczny wysokiej częstotliwości dedykowany do zasilacza impulsowego posiada cztery wyprowadzenia. Dwa końce dodatniej blachy aluminiowej są odpowiednio wyciągane jako elektroda dodatnia kondensatora, a dwa końce ujemnej blachy aluminiowej są odpowiednio wyciągane jako elektroda ujemna. Prąd przepływa z jednego dodatniego zacisku kondensatora z czterema zaciskami, przepływa przez wnętrze kondensatora, a następnie przepływa z drugiego dodatniego zacisku do obciążenia; prąd powracający z obciążenia również wpływa z jednego ujemnego zacisku kondensatora, a następnie przepływa z drugiego ujemnego zacisku do ujemnego zacisku zasilacza.
Ponieważ kondensator z czterema zaciskami ma dobrą charakterystykę wysokiej częstotliwości, zapewnia niezwykle korzystne środki do zmniejszania pulsującej składowej napięcia i tłumienia szumu skokowego przełączania. Aluminiowe kondensatory elektrolityczne o wysokiej częstotliwości mają również formę wielordzeniową, to znaczy folia aluminiowa jest podzielona na kilka krótszych sekcji, a wiele przewodów jest połączonych równolegle, aby zmniejszyć składową impedancji w reaktancji pojemnościowej. A zastosowanie materiałów o niskiej rezystywności jako końcówek wyprowadzających poprawia zdolność kondensatora do wytrzymywania dużych prądów.
Aby obwody cyfrowe działały stabilnie i niezawodnie, zasilanie musi być „czyste”, a uzupełnianie energii musi być terminowe, to znaczy filtrowanie i odsprzęganie musi być dobre. Czym jest odsprzęganie filtrów, mówiąc najprościej, jest to magazynowanie energii, gdy chip nie potrzebuje prądu, a ja mogę uzupełnić energię w czasie, gdy potrzebujesz prądu. Tylko mi nie mów, że ta odpowiedzialność nie spoczywa na DCDC i LDO? Tak, przy niskich częstotliwościach mogą sobie z tym poradzić, ale szybkie systemy cyfrowe są inne.
