Jak przy projektowaniu zasilaczy impulsowych dobierać kondensatory filtrujące?
Zwykłe kondensatory elektrolityczne stosowane w obwodach o częstotliwości sieciowej 50 Hz charakteryzują się częstotliwością pulsowania napięcia wynoszącą zaledwie 100 Hz oraz czasem ładowania i rozładowywania rzędu milisekund. Aby osiągnąć mniejszy współczynnik pulsacji, wymagana pojemność wynosi nawet setki tysięcy μF. Dlatego celem zwykłych aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych o niskiej częstotliwości jest głównie zwiększenie pojemności i pojemności, wartości stycznej strat i prądu upływu kondensatorów to główne parametry pozwalające odróżnić ich zalety i wady. Kondensatory elektrolityczne filtrujące wyjście w zasilaczach impulsowych mają częstotliwości napięcia piłokształtnego sięgające dziesiątek kHz, a nawet dziesiątek MHz. W tej chwili pojemność nie jest głównym wskaźnikiem. Standardem pomiaru jakości aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych wysokiej częstotliwości jest charakterystyka „częstotliwości impedancji”, która wymaga niskiej impedancji zastępczej w zakresie częstotliwości roboczej zasilacza impulsowego i dobrego efektu filtrowania sygnałów szczytowych o wysokiej częstotliwości generowanych przez półprzewodniki urządzeń w trakcie pracy.
Zwykłe kondensatory elektrolityczne niskiej częstotliwości zaczynają wykazywać indukcyjność w okolicach 10 kHz, która nie jest w stanie spełnić wymagań zasilaczy impulsowych. Aluminiowy kondensator elektrolityczny wysokiej częstotliwości, specjalnie zaprojektowany do przełączania zasilaczy, ma cztery zaciski, przy czym dwa końce dodatniej płytki aluminiowej są wyprowadzone jako elektroda dodatnia kondensatora, a dwa końce ujemnej płytki aluminiowej są wyprowadzone jako ujemne elektroda. Prąd płynie z jednego dodatniego zacisku czterozaciskowego kondensatora, przechodzi przez wnętrze kondensatora, a następnie płynie z drugiego dodatniego zacisku do obciążenia; Prąd powracający z obciążenia również płynie od jednego ujemnego zacisku kondensatora, a następnie od drugiego ujemnego zacisku do ujemnego zacisku zasilacza.
Dzięki doskonałej charakterystyce wysokoczęstotliwościowej czterokońcówkowego kondensatora, zapewnia on niezwykle korzystny sposób redukcji składowych tętnienia napięcia i tłumienia szumów impulsowych przełącznika. Aluminiowe kondensatory elektrolityczne wysokiej częstotliwości mają również postać wielordzeniową, która dzieli folię aluminiową na krótsze segmenty i łączy je równolegle z wieloma elementami wyjściowymi, aby zmniejszyć składnik impedancji w impedancji pojemnościowej. Użycie materiałów o niskiej rezystywności jako zacisków wyjściowych poprawia zdolność kondensatora do wytrzymywania wysokich prądów.
Aby zapewnić stabilną i niezawodną pracę obwodów cyfrowych, zasilanie musi być „czyste”, a uzupełnianie energii musi odbywać się na czas, czyli dobre filtrowanie i odsprzęganie. Co to jest oddzielenie filtrowania? Mówiąc najprościej, oznacza to magazynowanie energii, gdy chip nie potrzebuje prądu, i możliwość uzupełnienia energii w odpowiednim czasie, gdy jest ona potrzebna. Nie mów mi, że ta odpowiedzialność nie leży po stronie DCDC ani LDO? Tak, radzą sobie z niskimi częstotliwościami, ale szybkie systemy cyfrowe są inne.
