Филтерски кондензатори играју веома важну улогу у пребацивању извора напајања. Како правилно одабрати филтер кондензаторе, посебно избор излазних филтер кондензатора, је проблем који брине сваког инжењера и техничара. Можемо видети разне кондензаторе у кругу филтера за напајање, 100уФ, 10уФ, 100нФ, 10нФ различите вредности капацитивности, па како се ови параметри одређују? Немој ми рећи да сам копирао туђу шему, ха.
Уобичајени електролитички кондензатор који се користи у колу фреквенције снаге 50Хз има пулсирајућу фреквенцију напона од само 100Хз, а време пуњења и пражњења је реда величине милисекунди. Да би се добио мањи коефицијент пулсирања, потребан је капацитет чак и до стотине хиљада μФ, па је циљ обичних нискофреквентних алуминијумских електролитских кондензатора повећање капацитивности. Главни параметри за и против. Електролитички кондензатор излазног филтера у прекидачком напајању има фреквенцију напона пиластих таласа до десетина кХз или чак десетина МХз. У овом тренутку, капацитет није његов главни индикатор. Стандард за мерење квалитета високофреквентних алуминијумских електролитских кондензатора је карактеристика „импеданса-фреквенција“, захтева нижу еквивалентну импедансу у оквиру радне фреквенције прекидачког напајања, а истовремено има добар ефекат филтрирања на високо-фреквенцијским кондензаторима. фреквенцијски скок сигнала који се генерише када полупроводнички уређај ради.
Обични нискофреквентни електролитски кондензатори почињу да показују индуктивност око 10кХз, што не може да испуни захтеве прекидачких извора напајања. Високофреквентни алуминијумски електролитички кондензатори намењени за прекидачко напајање имају четири терминала. Струја тече са једног позитивног краја кондензатора са четири терминала, пролази кроз унутрашњост кондензатора, а затим тече са другог позитивног краја до оптерећења; струја која се враћа из оптерећења такође тече са једног негативног краја кондензатора, а затим тече са другог негативног краја на негативни крај напајања.
Пошто кондензатор са четири терминала има добре високофреквентне карактеристике, он пружа изузетно повољно средство за смањење пулсирајуће компоненте напона и сузбијање вршне буке комутације. Високофреквентни алуминијумски електролитички кондензатори такође имају вишејезгарни облик, односно алуминијумска фолија је подељена на неколико краћих делова, а више листова који излазе су повезани паралелно како би се смањила компонента импедансе у капацитивној реактанси. А материјал са ниском отпорношћу се користи као излазни терминал, што побољшава способност кондензатора да издржи велике струје.
Дигитално коло мора да ради стабилно и поуздано, напајање мора бити "чисто", а снабдевање енергијом мора бити благовремено, односно филтрирање и раздвајање морају бити добри. Оно што је раздвајање филтера, једноставно речено, он складишти енергију када чипу није потребна струја, а ја могу допунити енергију на време када вам је потребна струја. Немојте ми рећи да ова одговорност није одговорност ДЦДЦ-а и ЛДО-а? Да, они то могу да поднесу на ниским фреквенцијама, али дигитални системи велике брзине су другачији.
Хајде да прво погледамо кондензатор. Функција кондензатора је једноставно складиштење наелектрисања. Сви знамо да филтрацију кондензатора треба додати у напајање, а кондензатор {{0}}.1уФ треба поставити на пин напајања сваког чипа за раздвајање, итд. Зашто видим да кондензатор поред пина за напајање неких чипова на плочи је 0.1уФ или 0.01уФ Да, да ли је важно? Да бисте ово разумели, потребно је разумети стварне карактеристике кондензатора. Идеалан кондензатор је само складиште наелектрисања, Ц. Међутим, стварни произведени кондензатор није тако једноставан. Када анализирамо интегритет снаге, обично користимо модел кондензатора.
Како правилно одабрати кондензаторе филтера у дизајну прекидачког напајања?
ЕСР је серијски еквивалентни отпор кондензатора, ЕСЛ је серијски еквивалентна индуктивност кондензатора, а Ц је прави идеални кондензатор. ЕСР и ЕСЛ су одређени производним процесом и материјалом кондензатора и не могу се елиминисати. Какав утицај ове две ствари имају на коло? ЕСР утиче на таласање напајања, а ЕСЛ утиче на карактеристике фреквенције филтера кондензатора.
Знамо да је капацитивна реактанца кондензатора Зц=1/ωЦ, индуктивна реактанса индуктора Зл=ωЛ, (ω=2}πф), комплексна импеданса стварног кондензатора је З=ЕСР плус јωЛ-1/јωЦ=ЕСР плус ј2πф Л-1/ј2πф Ц. Може се видети да када је фреквенција веома ниска, капацитивност игра улогу, а када фреквенција достигне одређени ниво, улога индуктивности се не може занемарити, а када је фреквенција висока, индуктивност игра водећу улогу. Кондензатори губе ефекат филтрирања. Зато запамтите, кондензатори нису само кондензатори на високим фреквенцијама.
Као што је горе поменуто, еквивалентна серијска индуктивност кондензатора одређена је производним процесом и материјалом кондензатора. ЕСЛ стварног керамичког кондензатора за чип се креће од неколико десетина нХ до неколико нХ. Што је мањи пакет, мањи је ЕСЛ.
На кривој филтера кондензатора такође можемо видети да није раван, већ је као 'В', што значи да има карактеристике селекције фреквенције. Понекад желите да буде што је могуће оштрији (филтриран или урезан). Оно што утиче на ову карактеристику је фактор квалитета К кондензатора, К{{0}}/ωЦЕСР. Што је већи ЕСР, мањи је К, а крива је равнија. Напротив, што је мањи ЕСР, већи је К, а крива је оштрија. Генерално, танталски кондензатори и алуминијумска електролиза имају релативно мали ЕСЛ и велики ЕСР, тако да тантални кондензатори и алуминијумска електролиза имају широк ефективни фреквентни опсег, што је веома погодно за филтрирање на нивоу плоче пре фазе. То јест, улазни степен ДЦДЦ или ЛДО се често филтрира танталским кондензатором већег капацитета. И ставите кондензаторе од 10уФ и 0,1уФ близу чипа за раздвајање, керамички кондензатори имају веома низак ЕСР.
