Ako správne zvoliť filtračný kondenzátor pri návrhu spínaného zdroja?
Spínané napájanie silne závisí od filtračného kondenzátora. Každý inžinier a technik sa mimoriadne zaoberá otázkou, ako vhodne vybrať filtračný kondenzátor, najmä výberom výstupného filtračného kondenzátora. Na obvode výkonového filtra môžeme pozorovať rôzne kondenzátory s hodnotami kapacity 100uF, 10uF, 100nF a 10nF. Ako sa určujú tieto parametre? Prosím, neobviňujte ma z krádeže schémy inej osoby.
Frekvencia pulzujúceho napätia pre typické elektrolytické kondenzátory používané v obvodoch s frekvenciou 50 Hz je iba 100 Hz a doba nabíjania a vybíjania je rádovo v milisekúndách. Potrebná kapacita môže dosiahnuť stovky tisíc F, aby sa dosiahol nižší koeficient pulzácie. Na zlepšenie kapacity sú navrhnuté štandardné nízkofrekvenčné hliníkové elektrolytické kondenzátory. Primárne kritériá kladov a záporov. Výstupný filtračný elektrolytický kondenzátor spínaného zdroja má však pílovitú vlnovú frekvenciu napätia, ktorá môže dosahovať desiatky kHz alebo dokonca MHz. Kapacita momentálne nie je primárnym ukazovateľom. Vyžaduje sa nižšia ekvivalentná impedancia v rámci pracovnej frekvencie spínaného zdroja, ako aj dobrý filtračný účinok na vysokofrekvenčné špičky generované pri prevádzke polovodičového zariadenia. Tieto charakteristiky sú meradlom pre hodnotenie kvality vysokofrekvenčných hliníkových elektrolytických kondenzátorov.
Spínaný zdroj nie je možné použiť, pretože štandardné nízkofrekvenčné elektrolytické kondenzátory nemôžu pracovať nad asi 10 kHz, kým začnú vykazovať indukčnosť. Vysokofrekvenčný hliníkový elektrolytický kondenzátor spínaného zdroja má štyri pripojenia. Kladná elektróda kondenzátora je vytvorená z dvoch koncov kladného hliníkového plechu, zatiaľ čo jeho záporná elektróda je tvorená dvoma koncami záporného hliníkového plechu.
V štvorpólovom kondenzátore prúd vstupuje z jedného kladného pólu, prechádza vnútrom kondenzátora a potom vystupuje z druhého kladného pólu do záťaže. Pri návrate zo záťaže prúd vstupuje z jednej zápornej svorky kondenzátora, prechádza vnútrom kondenzátora a potom vystupuje z druhej zápornej svorky na zápornú svorku napájacieho zdroja.
Štvorpólový kondenzátor ponúka veľmi výhodnú metódu na minimalizáciu pulzujúcej zložky napätia a potlačenie šumu spínacích špičiek, pretože má silné vysokofrekvenčné vlastnosti. Hliníková fólia je rozrezaná na niekoľko menších častí a niekoľko vodičov je spojených paralelne, aby sa znížila impedančná zložka v kapacitnej reaktancii, čo je iná forma vysokofrekvenčného hliníkového elektrolytického kondenzátora. Okrem toho sa kapacita kondenzátora na zvládanie veľkých prúdov zvyšuje použitím materiálov s nízkym odporom ako vývodových svoriek.
Napájanie musí byť „čisté“ a doplnenie energie musí byť včasné, aby digitálne obvody fungovali stabilne a spoľahlivo, čo znamená, že filtrovanie a odpájanie musia byť účinné. Jednoducho povedané, filtrovanie a decoupling sú spôsoby skladovania energie, aby sa energia mohla rýchlo doplniť, keď čip vyžaduje prúd. Neodvážite sa mi povedať, že DCDC a LDO to nemajú na starosti? Áno, dokážu to zvládnuť pri nízkych frekvenciách, ale vysokorýchlostné digitálne systémy fungujú inak.
