Анализ характеристик конденсаторов при проектировании ЭМС импульсных источников питания
Многие разработчики электроники знают о роли фильтрующих конденсаторов в источниках питания, но фильтрующие конденсаторы, используемые на выходе импульсных источников питания, отличаются от фильтрующих конденсаторов, используемых в цепях промышленной частоты. Обычные электролитические конденсаторы, используемые для фильтрации в цепях промышленной частоты, имеют частоту пульсирующего напряжения всего 100 Гц и время зарядки и разрядки миллисекундного порядка. Для получения меньшего коэффициента пульсации необходима емкость до сотен тысяч микрофаций. Поэтому для низкочастотного производства обычно используются обычные алюминиевые электролитические конденсаторы с целью главным образом улучшения емкости. Емкость, величина тангенса потерь и ток утечки конденсаторов являются основными параметрами, позволяющими отличить их преимущества и недостатки.
Поскольку в импульсном стабилизированном источнике питания используется электролитический конденсатор для фильтрации выходного сигнала, частота пилообразного напряжения на нем может достигать десятков килогерц и даже десятков мегагерц. Его требования отличаются от требований в низкочастотных приложениях, и емкость не является основным показателем. Его качество измеряется частотными характеристиками импеданса, которые требуют от него низкого импеданса в диапазоне рабочих частот импульсного источника питания. В то же время для внутреннего источника питания из-за пикового шума, создаваемого начинающими работать полупроводниковыми устройствами, который может достигать сотен килогерц, а также иметь хороший эффект фильтрации, обычные электролитические конденсаторы обычно используются на частоте около 10 килогерц для низких частот. и их сопротивление начинает становиться индуктивным, неспособным удовлетворить требования использования импульсного источника питания.
Высокочастотный алюминиевый электролитический конденсатор, специально разработанный для импульсного источника питания, имеющий четыре вывода. Два конца положительного алюминиевого листа соответственно выведены в качестве положительного электрода конденсатора, а два конца отрицательного алюминиевого листа также выведены в качестве отрицательного электрода. Ток регулируемого источника питания течет от одного положительного конца четырехполюсного конденсатора, проходит через конденсатор и затем течет от другого положительного конца к нагрузке; Ток, возвращаемый нагрузкой, также течет от одного отрицательного конца конденсатора, а затем от другого отрицательного конца к отрицательному концу источника питания.
Поскольку четырехконтактный конденсатор имеет хорошие высокочастотные характеристики, он обеспечивает чрезвычайно выгодное средство уменьшения пульсаций выходного напряжения и подавления пиковых шумов переключателя.
Высокочастотные алюминиевые электролитические конденсаторы также имеют форму нескольких сердечников, которые делят алюминиевую фольгу на более короткие сегменты и соединяют несколько выводов параллельно, чтобы уменьшить составляющую сопротивления в емкости. В то же время используются материалы с низким удельным сопротивлением, а в качестве выводных клемм используются винты, чтобы повысить способность конденсатора выдерживать большие токи.
Многослойные конденсаторы, также известные как неиндуктивные конденсаторы, обычно имеют цилиндрический сердечник, что приводит к большей эквивалентной последовательной индуктивности; Структура многослойного конденсатора аналогична книжной, но она нейтрализуется за счет противоположного направления магнитного потока, генерируемого протекающим через него током, тем самым уменьшая величину индуктивности и имея лучшие высокочастотные характеристики. . Этот тип конденсатора обычно имеет квадратную форму для удобства фиксации, а также позволяет соответствующим образом уменьшить объем машины.
Кроме того, имеется четырехвыводной высокочастотный электролитический конденсатор, который сочетает в себе преимущества обоих устройств с лучшими высокочастотными характеристиками.
