Filtru kondensatoriem ir ļoti liela nozīme strāvas padeves pārslēgšanā. Kā pareizi izvēlēties filtra kondensatorus, īpaši izejas filtru kondensatoru izvēli, ir problēma, par kuru ļoti rūp katrs inženieris un tehniķis. Mēs varam redzēt dažādus kondensatorus jaudas filtra ķēdē, 100uF, 10uF, 100nF, 10nF dažādas kapacitātes vērtības, kā tad tiek noteikti šie parametri? Nestāstiet man, ka es nokopēju kāda cita shēmu.
Kopējam elektrolītiskajam kondensatoram, ko izmanto 50 Hz strāvas frekvences ķēdē, pulsējošā sprieguma frekvence ir tikai 100 Hz, un uzlādes un izlādes laiks ir milisekundes. Lai iegūtu mazāku pulsācijas koeficientu, nepieciešamā kapacitāte ir simtiem tūkstošu μF, tāpēc parasto zemfrekvences alumīnija elektrolītisko kondensatoru mērķis ir palielināt kapacitāti. Galvenie plusi un mīnusi parametri. Komutācijas barošanas avota izejas filtra elektrolītiskā kondensatora zāģa zoba viļņa sprieguma frekvence ir pat desmitiem kHz vai pat desmitiem MHz. Šobrīd kapacitāte nav tās galvenais rādītājs. Augstfrekvences alumīnija elektrolītisko kondensatoru kvalitātes mērīšanas standarts ir "pretestības- Frekvences" raksturlielums, kam nepieciešama zemāka ekvivalentā pretestība komutācijas barošanas avota darbības frekvencē, un tajā pašā laikā tam ir laba filtrējošā iedarbība uz augstas. frekvences smailes signāls, kas ģenerēts, kad darbojas pusvadītāju ierīce.
Parastie zemfrekvences elektrolītiskie kondensatori sāk uzrādīt induktivitāti ap 10kHz, kas nevar izpildīt pārslēgšanas barošanas avotu prasības. Augstfrekvences alumīnija elektrolītiskajiem kondensatoriem, kas paredzēti komutācijas barošanas avotu pārslēgšanai, ir četri spailes. Strāva plūst no viena četru spaiļu kondensatora pozitīvā gala, iet cauri kondensatora iekšpusei un pēc tam plūst no otra pozitīvā gala uz slodzi; strāva, kas atgriežas no slodzes, arī plūst no viena kondensatora negatīvā gala un pēc tam plūst no otra negatīvā gala uz barošanas avota negatīvo galu.
Tā kā četru spaiļu kondensatoram ir labi augstfrekvences raksturlielumi, tas ir ārkārtīgi izdevīgs līdzeklis sprieguma pulsējošās sastāvdaļas samazināšanai un pārslēgšanas maksimālā trokšņa slāpēšanai. Augstfrekvences alumīnija elektrolītiskajiem kondensatoriem ir arī daudzkodolu forma, tas ir, alumīnija folija ir sadalīta vairākās īsākās daļās, un vairākas izvada loksnes ir savienotas paralēli, lai samazinātu pretestības komponentu kapacitatīvā pretestībā. Un materiāls ar zemu pretestību tiek izmantots kā izvades spaile, kas uzlabo kondensatora spēju izturēt lielas strāvas.
Digitālajai ķēdei jādarbojas stabili un uzticami, barošanas avotam jābūt "tīram", un enerģijas padevei jābūt savlaicīgai, tas ir, filtrēšanai un atsaistei jābūt labai. Kas ir filtra atsaiste, vienkārši sakot, tas uzglabā enerģiju, kad mikroshēmai nav nepieciešama strāva, un es varu laikus papildināt enerģiju, kad jums ir nepieciešama strāva. Nestāstiet man, ka šī atbildība nav DCDC un LDO atbildība? Jā, viņi to var apstrādāt zemās frekvencēs, taču ātrgaitas digitālās sistēmas ir atšķirīgas.
Vispirms apskatīsim kondensatoru. Kondensatora funkcija ir vienkārši saglabāt lādiņu. Mēs visi zinām, ka strāvas padevei ir jāpievieno kondensatora filtrēšana un uz katras mikroshēmas barošanas avota kontakta ir jānovieto {{0}}.1 uF kondensators, lai atvienotu utt. Kāpēc es redzu, ka kondensators blakus dažu plates mikroshēmu barošanas kontaktdakšai ir 0.1uF vai 0.01uF Jā, vai tam ir nozīme? Lai to saprastu, ir jāsaprot kondensatoru faktiskās īpašības. Ideāls kondensators ir tikai uzlādes krātuve, C. Tomēr faktiski ražotais kondensators nav tik vienkāršs. Analizējot jaudas integritāti, mēs parasti izmantojam kondensatora modeli.
Kā pareizi izvēlēties filtra kondensatorus komutācijas barošanas avota projektēšanā?
ESR ir kondensatora virknes ekvivalentā pretestība, ESL ir kondensatora virknes ekvivalentā induktivitāte, un C ir īstais ideālais kondensators. ESR un ESL nosaka ražošanas process un kondensatora materiāls, un tos nevar novērst. Kā šīs divas lietas ietekmē ķēdi? ESR ietekmē barošanas avota pulsāciju, un ESL ietekmē kondensatora filtra frekvences raksturlielumus.
Mēs zinām, ka kondensatora Zc=1/ωC kapacitatīvā pretestība, induktora Zl=ωL induktīvā pretestība (ω=2πf), faktiskā kondensatora kompleksā pretestība ir Z=ESR plus jωL-1/jωC=ESR plus j2πf L-1/j2πf C. Var redzēt, ka, ja frekvence ir ļoti zema, kapacitāte spēlē lomu, un, kad frekvence sasniedz noteiktu līmeni, induktivitātes lomu nevar ignorēt, un, ja frekvence ir augsta, induktivitāte spēlē vadošo lomu. Kondensatori zaudē savu filtrēšanas efektu. Tāpēc atcerieties, ka kondensatori nav tikai kondensatori augstās frekvencēs.
Kā minēts iepriekš, kondensatora ekvivalento sērijas induktivitāti nosaka ražošanas process un kondensatora materiāls. Faktiskā mikroshēmas keramikas kondensatora ESL svārstās no dažām desmitdaļām nH līdz vairākām nH. Jo mazāks iepakojums, jo mazāks ESL.
Kondensatora filtra līknē mēs arī varam redzēt, ka tas nav plakans, tas ir kā "V", kas nozīmē, ka tam ir frekvences izvēles raksturlielumi. Dažreiz vēlaties, lai tas būtu pēc iespējas asāks (filtrēts vai iecirtums). Šo raksturlielumu ietekmē kondensatora kvalitātes faktors Q Q{{0}}/ωCESR. Jo lielāks ESR, jo mazāks Q un plakanāka līkne. Gluži pretēji, jo mazāks ESR, jo lielāks ir Q un asāka līkne. Parasti tantala kondensatoriem un alumīnija elektrolīzei ir salīdzinoši mazs ESL un liels ESR, tāpēc tantala kondensatoriem un alumīnija elektrolīzei ir plašs efektīvais frekvenču diapazons, kas ir ļoti piemērots pirmsposma plates līmeņa filtrēšanai. Tas nozīmē, ka DCDC vai LDO ievades stadija bieži tiek filtrēta ar lielākas ietilpības tantala kondensatoru. Un novietojiet dažus 10uF un 0,1uF kondensatorus tuvu mikroshēmai, lai atvienotos, keramikas kondensatoriem ir ļoti zems ESR.
