Analýza charakteristik kondenzátoru v EMC návrhu spínaných napájecích zdrojů
Mnoho elektronických konstruktérů si je vědomo role filtračních kondenzátorů v napájecích zdrojích, ale filtrační kondenzátory používané na výstupním konci spínaných napájecích zdrojů se liší od filtračních kondenzátorů používaných v obvodech napájecí frekvence. Běžné elektrolytické kondenzátory používané pro filtraci v obvodech s napájecí frekvencí mají frekvenci pulzujícího napětí pouze 100 Hz a dobu nabíjení a vybíjení řádově milisekundy. Pro získání menšího pulzačního koeficientu je zapotřebí kapacita až stovek tisíc mikrofacií. Proto se pro nízkofrekvenční výrobu obecně používají běžné hliníkové elektrolytické kondenzátory, jejichž cílem je především zlepšit kapacitu. Kapacita, ztrátová tangenta a svodový proud kondenzátorů jsou hlavní parametry pro rozlišení jejich výhod a nevýhod.
Jako elektrolytický kondenzátor používaný pro výstupní filtraci ve spínaném regulovaném napájecím zdroji může frekvence pilového vlnového napětí na něm dosahovat desítek kilohertzů nebo dokonce desítek megahertzů. Jeho požadavky jsou odlišné od požadavků v nízkofrekvenčních aplikacích a kapacita není hlavním ukazatelem. Jeho kvalita je měřena jeho impedanční frekvenční charakteristikou, která vyžaduje, aby měl nízkou impedanci v rozsahu pracovních frekvencí spínaného zdroje. Současně, pro vnitřní napájení, Kvůli špičkovému šumu generovanému polovodičovými součástkami, které začínají pracovat, který může dosáhnout stovek kilohertzů a mají také dobrý filtrační účinek, se obvykle používají běžné elektrolytické kondenzátory s frekvencí kolem 10 kHz pro nízké frekvence, a jejich impedance se začíná jevit jako indukční, neschopná splnit požadavky použití spínaného zdroje.
Vysokofrekvenční hliníkový elektrolytický kondenzátor speciálně navržený pro spínaný zdroj napájení, který má čtyři vývody. Dva konce kladného hliníkového plechu jsou příslušně vyvedeny jako kladná elektroda kondenzátoru a dva konce záporného hliníkového plechu jsou rovněž vyvedeny jako záporná elektroda. Proud regulovaného napájecího zdroje teče z jednoho kladného konce čtyřpólového kondenzátoru, prochází kondenzátorem 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.
Protože čtyřpólový kondenzátor má dobré vysokofrekvenční charakteristiky, poskytuje mimořádně výhodný prostředek pro snížení zvlněné složky výstupního napětí a potlačení šumu špiček spínače.
Vysokofrekvenční hliníkové elektrolytické kondenzátory také přicházejí ve formě více jader, která rozdělují hliníkovou fólii na kratší segmenty a spojují více vodičů paralelně, aby se snížila odporová složka v kapacitě. Současně se používají materiály s nízkým odporem a šrouby jako vývody pro zvýšení schopnosti kondenzátoru odolávat velkým proudům.
Naskládané kondenzátory, také známé jako neindukční kondenzátory, mají typicky válcové jádro, což má za následek větší ekvivalentní sériovou indukčnost; Struktura vrstveného kondenzátoru je podobná jako u knihy, ale je zrušena kvůli opačnému směru magnetického toku generovaného proudem, který jím protéká, čímž se snižuje hodnota indukčnosti a má lepší vysokofrekvenční charakteristiky. . Tento typ kondenzátoru je obecně vyroben do čtvercového tvaru pro snadnou fixaci a může také vhodně snížit objem stroje.
Kromě toho je zde čtyřpólový naskládaný vysokofrekvenční elektrolytický kondenzátor, který kombinuje výhody obou s lepšími vysokofrekvenčními charakteristikami.
