Analiza charakterystyki kondensatorów w projektowaniu EMC zasilaczy impulsowych
Wielu projektantów elektroniki jest świadomych roli kondensatorów filtrujących w zasilaczach, ale kondensatory filtrujące stosowane na końcu wyjściowym zasilaczy impulsowych różnią się od kondensatorów filtrujących stosowanych w obwodach częstotliwości sieciowej. Zwykłe kondensatory elektrolityczne stosowane do filtrowania w obwodach częstotliwości sieciowej charakteryzują się częstotliwością pulsującego napięcia wynoszącą zaledwie 100 Hz oraz czasem ładowania i rozładowywania rzędu milisekund. Aby uzyskać mniejszy współczynnik pulsacji, wymagana jest pojemność do setek tysięcy mikrofacji. Dlatego do produkcji niskich częstotliwości powszechnie stosuje się zwykłe aluminiowe kondensatory elektrolityczne, głównie w celu poprawy pojemności. Pojemność, wartość stycznej strat i prąd upływu kondensatorów to główne parametry pozwalające odróżnić ich zalety i wady.
Jako kondensator elektrolityczny używany do filtrowania sygnału wyjściowego w zasilaczu regulowanym przełącznikiem, częstotliwość napięcia fali piłokształtnej na nim może sięgać dziesiątek kiloherców, a nawet dziesiątek megaherców. Jego wymagania różnią się od wymagań w zastosowaniach o niskiej częstotliwości, a pojemność nie jest głównym wskaźnikiem. Jego jakość jest mierzona na podstawie charakterystyki częstotliwościowej impedancji, która wymaga, aby miał on niską impedancję w zakresie częstotliwości roboczej zasilacza regulowanego przełącznikiem. Jednocześnie w przypadku wewnętrznego zasilania, ze względu na szczytowy hałas generowany przez rozpoczynające pracę urządzenia półprzewodnikowe, który może sięgać setek kiloherców, a także mieć dobry efekt filtrowania, zwykle stosuje się zwykłe kondensatory elektrolityczne przy częstotliwości około 10 kiloherców dla niskich częstotliwości, a ich impedancja zaczyna sprawiać wrażenie indukcyjnej, niespełniającej wymagań stosowania zasilaczy impulsowych.
Aluminiowy kondensator elektrolityczny wysokiej częstotliwości zaprojektowany specjalnie do zasilaczy regulowanych przełącznikiem, posiadający cztery zaciski. Dwa końce dodatniej blachy aluminiowej są odpowiednio wyprowadzone jako elektroda dodatnia kondensatora, a dwa końce ujemnej blachy aluminiowej są również wyprowadzone jako elektroda ujemna. Prąd regulowanego zasilacza przepływa od jednego dodatniego końca czterokońcówkowego kondensatora, przechodzi przez kondensator, a następnie przepływa od drugiego dodatniego końca do obciążenia; Prąd powracający z obciążenia również przepływa od jednego ujemnego końca kondensatora, a następnie od drugiego ujemnego końca do ujemnego końca zasilacza.
Ponieważ czterozaciskowy kondensator ma dobrą charakterystykę w zakresie wysokich częstotliwości, stanowi niezwykle korzystny sposób na redukcję składowej tętniącej napięcia wyjściowego i tłumienie szumów impulsowych przełącznika.
Aluminiowe kondensatory elektrolityczne wysokiej częstotliwości występują również w postaci wielu rdzeni, które dzielą folię aluminiową na krótsze segmenty i łączą wiele przewodów równolegle, aby zmniejszyć składową rezystancji pojemności. Jednocześnie stosuje się materiały o niskiej rezystywności, a śruby służą jako zaciski prowadzące, aby zwiększyć zdolność kondensatora do wytrzymywania dużych prądów.
Kondensatory skumulowane, znane również jako kondensatory nieindukcyjne, mają zazwyczaj cylindryczny rdzeń, co skutkuje większą równoważną indukcyjnością szeregową; Struktura ułożonego w stos kondensatora jest podobna do książki, ale jest zniesiona ze względu na przeciwny kierunek strumienia magnetycznego generowanego przez przepływający przez niego prąd, zmniejszając w ten sposób wartość indukcyjności i zapewniając lepszą charakterystykę wysokich częstotliwości . Ten typ kondensatora jest zwykle wykonany w kształcie kwadratu, co ułatwia jego zamocowanie, a także może odpowiednio zmniejszyć objętość maszyny.
Ponadto zastosowano czterozaciskowy kondensator elektrolityczny wysokiej częstotliwości, który łączy w sobie zalety obu rozwiązań z lepszą charakterystyką wysokich częstotliwości.
