Analýza charakteristík kondenzátora pri návrhu EMC spínaných zdrojov napájania
Mnoho elektronických dizajnérov si je vedomých úlohy filtračných kondenzátorov v napájacích zdrojoch, ale filtračné kondenzátory používané na výstupnom konci spínaných zdrojov sa líšia od filtračných kondenzátorov používaných v obvodoch výkonovej frekvencie. Bežné elektrolytické kondenzátory používané na filtrovanie v obvodoch výkonovej frekvencie majú frekvenciu pulzujúceho napätia iba 100 Hz a dobu nabíjania a vybíjania rádovo milisekúnd. Na získanie menšieho pulzačného koeficientu je potrebná kapacita až stoviek tisíc mikrofácií. Preto sa obyčajné hliníkové elektrolytické kondenzátory vo všeobecnosti používajú na nízkofrekvenčnú výrobu s cieľom hlavne zlepšiť kapacitu. Kapacita, hodnota stratovej tangenty a zvodový prúd kondenzátorov sú hlavné parametre na rozlíšenie ich výhod a nevýhod.
Ako elektrolytický kondenzátor používaný na výstupnú filtráciu v spínacom regulovanom napájacom zdroji môže frekvencia napätia pílovitých vĺn na ňom dosahovať desiatky kilohertzov alebo dokonca desiatky megahertzov. Jeho požiadavky sú odlišné od požiadaviek v nízkofrekvenčných aplikáciách a kapacita nie je hlavným ukazovateľom. Jeho kvalita sa meria jeho impedančnými frekvenčnými charakteristikami, ktoré vyžadujú, aby mal nízku impedanciu v rozsahu prevádzkovej frekvencie spínaného zdroja. Súčasne, pre interné napájanie, Kvôli špičkovému šumu generovanému polovodičovými zariadeniami, ktoré začínajú pracovať, ktorý môže dosiahnuť stovky kilohertzov a majú tiež dobrý filtračný účinok, sa obyčajne používajú bežné elektrolytické kondenzátory s frekvenciou okolo 10 kilohertzov pre nízke frekvencie, a ich impedancia sa začína javiť ako indukčná, neschopná splniť požiadavky použitia spínaného zdroja.
Vysokofrekvenčný hliníkový elektrolytický kondenzátor špeciálne navrhnutý pre spínané regulované napájanie, ktorý má štyri vývody. Dva konce kladného hliníkového plechu sú jednotlivo vyvedené ako kladná elektróda kondenzátora a dva konce záporného hliníkového plechu sú tiež vyvedené ako záporná elektróda. Prúd regulovaného napájacieho zdroja tečie z jedného kladného konca štvorpólového kondenzátora, prechádza cez kondenzátor a potom tečie z druhého kladného konca do záťaže; Prúd vrátený zo záťaže tiež tečie z jedného záporného konca kondenzátora a potom z druhého záporného konca do záporného konca napájacieho zdroja.
Pretože štvorpólový kondenzátor má dobré vysokofrekvenčné charakteristiky, poskytuje mimoriadne výhodné prostriedky na zníženie zložky zvlnenia výstupného napätia a potlačenie šumu špičiek spínača.
Vysokofrekvenčné hliníkové elektrolytické kondenzátory tiež prichádzajú vo forme viacerých jadier, ktoré rozdeľujú hliníkovú fóliu na kratšie segmenty a spájajú viacero vodičov paralelne, aby sa znížila odporová zložka v kapacite. Súčasne sa používajú materiály s nízkym odporom a skrutky sa používajú ako vývody na zvýšenie schopnosti kondenzátora odolávať veľkým prúdom.
Skladané kondenzátory, tiež známe ako neindukčné kondenzátory, majú zvyčajne valcové jadro, čo vedie k väčšej ekvivalentnej sériovej indukčnosti; Štruktúra vrstveného kondenzátora je podobná ako u knihy, ale je zrušená v dôsledku opačného smeru magnetického toku generovaného prúdom, ktorý ním preteká, čím sa znižuje hodnota indukčnosti a má lepšie vysokofrekvenčné charakteristiky. . Tento typ kondenzátora je vo všeobecnosti vyrobený do štvorcového tvaru pre ľahkú fixáciu a môže tiež primerane znížiť objem stroja.
Okrem toho je tu štvorpólový naskladaný vysokofrekvenčný elektrolytický kondenzátor, ktorý kombinuje výhody oboch s lepšími vysokofrekvenčnými charakteristikami.
