Как правильно выбрать конденсатор фильтра при создании импульсного блока питания?
Импульсный блок питания сильно зависит от фильтрующего конденсатора. Каждый инженер и техник чрезвычайно озабочен вопросом, как правильно выбрать конденсатор фильтра, особенно выбор конденсатора выходного фильтра. Мы можем наблюдать различные конденсаторы в цепи фильтра питания со значениями емкости 100 мкФ, 10 мкФ, 100 нФ и 10 нФ соответственно. Как определяются эти параметры? Пожалуйста, воздержитесь от обвинения меня в краже чужой принципиальной схемы.
Частота пульсирующего напряжения для типичных электролитических конденсаторов, используемых в цепях с частотой сети 50 Гц, составляет всего 100 Гц, а период зарядки и разрядки составляет порядка миллисекунд. Необходимая емкость может достигать сотен тысяч Ф, чтобы получить меньший коэффициент пульсации. Для повышения емкости разработаны стандартные низкочастотные алюминиевые электролитические конденсаторы. основные критерии плюсов и минусов. Однако электролитический конденсатор выходного фильтра импульсного источника питания имеет частоту пилообразного напряжения, которая может достигать десятков кГц или даже МГц. Емкость сейчас не является основным показателем. Критериями оценки качества высокочастотных алюминиевых электролитических конденсаторов являются их «импедансно-частотные» характеристики. Эти конденсаторы должны иметь меньший эквивалентный импеданс в пределах рабочей частоты импульсного источника питания и в то же время обладать хорошей фильтрацией высокочастотных выбросов, возникающих при работе полупроводникового прибора.
Импульсный источник питания нельзя использовать, потому что стандартные низкочастотные электролитические конденсаторы не могут работать на частоте выше 10 кГц, прежде чем они начнут проявлять индуктивность. Высокочастотный алюминиевый электролитический конденсатор импульсного источника питания имеет четыре контакта. Положительный электрод конденсатора состоит из двух концов положительного алюминиевого листа, а его отрицательный электрод состоит из двух концов отрицательного алюминиевого листа. Ток протекает от одного положительного вывода четырехвыводного конденсатора, проходит через внутреннюю часть конденсатора, а затем течет от другого положительного вывода к нагрузке; ток, возвращающийся от нагрузки, также протекает от одного отрицательного вывода конденсатора, а затем течет от другого отрицательного вывода к отрицательному выводу источника питания.
Конденсатор с четырьмя выводами предлагает очень выгодный метод минимизации пульсирующей составляющей напряжения и подавления шума переключения, поскольку он обладает сильными высокочастотными свойствами. Алюминиевая фольга разрезается на несколько меньших частей, и несколько выводов соединяются параллельно, чтобы снизить компонент импеданса в емкостном реактивном сопротивлении, которое является еще одной формой высокочастотного алюминиевого электролитического конденсатора. Кроме того, способность конденсатора выдерживать большие токи увеличивается за счет использования материалов с низким удельным сопротивлением в качестве выводных клемм.
Для стабильной и надежной работы цифровых схем источник питания должен быть «чистым», а пополнение энергии — своевременным, а значит, фильтрация и развязка должны быть эффективными. Проще говоря, фильтрация и развязка — это методы накопления энергии, позволяющие быстро восполнять энергию, когда микросхеме требуется ток. Разве вы не смеете сказать мне, что DCDC и LDO не отвечают за это? Да, они могут управлять им на низких частотах, но высокоскоростные цифровые системы работают иначе.
Во-первых, давайте посмотрим на конденсатор. Единственная цель конденсатора - служить устройством накопления заряда. Мы все знаем, что источник питания нуждается в конденсаторной фильтрации и что на каждом выводе питания чипа должен быть установлен конденсатор {{0}}.1 мкФ для развязки. Почему конденсаторы некоторых микросхем платы расположены близко к контакту питания 0,1 мкФ или 0,01 мкФ? В самом деле, какой смысл? Мы должны понять фактические особенности конденсаторов, чтобы понять эту истину. Идеальный конденсатор — это не что иное, как накопитель заряда на основе С. Однако реально изготовленный конденсатор не так прост.
