Jak správně vybrat filtrační kondenzátory při návrhu spínaného napájecího zdroje?
Filtrační kondenzátory hrají velmi důležitou roli ve spínaných zdrojích a jak správně vybrat filtrační kondenzátory, zvláště pak výběr výstupních filtračních kondenzátorů, je záležitostí každého inženýrského a technického personálu. Na obvodu výkonového filtru můžeme vidět různé kondenzátory s různými hodnotami kapacity 100uF, 10uF, 100nF a 10nF. Jak se tyto parametry určují?
Běžný elektrolytický kondenzátor používaný v obvodu s frekvencí 50 Hz má frekvenci pulzujícího napětí pouze 100 Hz a dobu nabíjení a vybíjení v milisekundách. Pro dosažení menšího pulzačního koeficientu může požadovaná kapacita dosahovat stovek tisíc μ F. Cílem běžných nízkofrekvenčních hliníkových elektrolytických kondenzátorů je proto zvýšení jejich kapacity a kapacita, ztrátová tangenta a svodový proud kondenzátoru jsou hlavní parametry pro rozlišení jeho výhod a nevýhod. Výstupní filtrační elektrolytický kondenzátor ve spínaném zdroji má frekvenci pilového napětí až desítky kHz, případně i desítky MHz. V tuto chvíli není jeho hlavním ukazatelem kapacita. Standardem pro měření kvality vysokofrekvenčních hliníkových elektrolytických kondenzátorů je charakteristika "impedanční frekvence", která vyžaduje nižší ekvivalentní impedanci v rámci pracovní frekvence spínaného zdroje a má dobrý filtrační účinek na vysokofrekvenční špičkové signály. vznikající při provozu polovodičových součástek.
Běžné nízkofrekvenční elektrolytické kondenzátory začínají vykazovat indukčnost kolem 10 kHz, což nemůže splnit požadavky použití spínaného zdroje. Vysokofrekvenční hliníkový elektrolytický kondenzátor určený pro spínané napájení má čtyři vývody, přičemž dva konce kladného hliníkového plechu jsou vyvedeny jako kladná elektroda kondenzátoru a dva konce záporného hliníkového plechu jsou rovněž vyvedeny jako záporná elektroda. Proud teče z jednoho kladného konce čtyřkoncového kondenzátoru, prochází vnitřkem kondenzátoru a poté teče z druhého kladného konce do zátěže; Proud vrácený ze zátěže také teče z jednoho záporného konce kondenzátoru a poté z druhého záporného konce k zápornému konci napájecího zdroje.
Díky vynikajícím vysokofrekvenčním charakteristikám čtyřpólového kondenzátoru poskytuje mimořádně výhodný prostředek pro snížení složek zvlnění napětí a potlačení šumu špiček spínače. Vysokofrekvenční hliníkové elektrolytické kondenzátory také přicházejí ve formě více jader, která rozdělují hliníkovou fólii na kratší části a spojují je paralelně s více vodiči, aby se snížila impedanční složka v kapacitě. A použití materiálů s nízkým odporem jako vývodových svorek zlepšuje schopnost kondenzátoru odolávat velkým proudům.
Digitální obvody musí fungovat stabilně a spolehlivě, napájení musí být "čisté" a doplňování energie včas, to znamená, že filtrování a odpojování musí být dobré. Co je oddělení filtrování? Zjednodušeně to znamená ukládat energii, když čip nepotřebuje proud, a já mohu energii včas doplnit, když proud potřebujete.
