Ako správne zvoliť filtračný kondenzátor pri vytváraní 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. hlavné kritériá kladov a záporov. Elektrolytický kondenzátor výstupného filtra spínaného zdroja má však pílovitú vlnovú frekvenciu napätia, ktorá môže dosahovať desiatky kHz alebo dokonca MHz. Kapacita nie je v súčasnosti primárnym ukazovateľom. Kritériá na posudzovanie kvality vysokofrekvenčných hliníkových elektrolytických kondenzátorov sú ich "impedančné" "frekvenčné" charakteristiky. Tieto kondenzátory musia mať nižšiu ekvivalentnú impedanciu v rámci pracovnej frekvencie spínaného zdroja a zároveň vykazovať dobré filtrovanie vysokofrekvenčných špičiek, ktoré vznikajú pri prevádzke polovodičového zariadenia.
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 tvorená dvoma koncami kladného hliníkového plechu, zatiaľ čo jeho záporná elektróda je tvorená dvoma koncami záporného hliníkového plechu. Prúd tečie z jedného kladného pólu štvorpólového kondenzátora, prechádza cez vnútro kondenzátora a potom prúdi z druhého kladného pólu do záťaže; prúd vracajúci sa zo záťaže tiež prúdi z jednej zápornej svorky kondenzátora a potom tečie 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 narezaná 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 metódy 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.
Najprv sa pozrime na kondenzátor. Jediným účelom kondenzátora je slúžiť ako zariadenie na ukladanie náboja. Všetci si uvedomujeme, že napájací zdroj potrebuje filtráciu kondenzátora a že na napájacom kolíku každého čipu musí byť nainštalovaný kondenzátor {{0}}.1uF na oddelenie. Prečo sú kondenzátory niektorých čipov v blízkosti napájacieho kolíka 0.1uF alebo 0.01uF? Aký to má zmysel? Aby sme pochopili túto pravdu, musíme pochopiť skutočné vlastnosti kondenzátorov. Dokonalý kondenzátor nie je nič iné ako úložisko nabitia na báze C. Skutočne vyrobený kondenzátor však nie je taký jednoduchý.
