Filterkondensaatoritel on väga oluline roll toiteallikate vahetamisel. Filtrikondensaatorite õige valimine, eriti väljundfiltri kondensaatorite valik, on probleem, mille pärast iga insener ja tehnik on väga mures. Võime filtri vooluringis näha mitmesuguseid kondensaatoreid, 100uF, 10uF, 100nF, 10nF erinevaid mahtuvuse väärtusi, kuidas siis need parameetrid määratakse? Ärge öelge, et ma kopeerisin kellegi teise skeemi, ah.
50 Hz toitesagedusahelas kasutatava tavalise elektrolüütkondensaatori pulseeriva pinge sagedus on vaid 100 Hz ning laadimis- ja tühjenemisaeg on suurusjärgus millisekundeid. Väiksema pulsatsioonikoefitsiendi saamiseks on nõutav mahtuvus lausa sadu tuhandeid μF, seega on tavaliste madalsageduslike alumiiniumist elektrolüütkondensaatorite eesmärgiks mahtuvuse suurendamine. Plusside ja miinuste peamised parameetrid. Lülitustoiteallika väljundfiltri elektrolüütkondensaatori saehamba lainepinge sagedus on kümneid kHz või isegi kümneid MHz. Praegu ei ole mahtuvus selle peamine näitaja. Kõrgsageduslike alumiiniumist elektrolüütkondensaatorite kvaliteedi mõõtmise standard on "takistus- sageduskarakteristikud", mis nõuab madalamat ekvivalenttakistust lülitustoiteallika töösageduse piires ja samal ajal on sellel hea filtreeriv toime kõrgele. sageduse tippsignaal, mis tekib pooljuhtseadme töötamise ajal.
Tavalised madala sagedusega elektrolüütkondensaatorid hakkavad näitama induktiivsust umbes 10 kHz, mis ei vasta lülitustoiteallikate nõuetele. Kõrgsageduslikel alumiiniumist elektrolüütkondensaatoritel, mis on mõeldud lülitustoiteallikate vahetamiseks, on neli klemmi. Vool voolab neljaklemmilise kondensaatori ühest positiivsest otsast, läbib kondensaatori sisemuse ja seejärel teisest positiivsest otsast koormusele; koormuselt tagasitulev vool voolab samuti kondensaatori ühest negatiivsest otsast ja seejärel teisest negatiivsest otsast toiteallika negatiivsesse otsa.
Kuna nelja klemmiga kondensaatoril on head kõrgsageduslikud omadused, on see äärmiselt kasulik vahend pinge pulseeriva komponendi vähendamiseks ja lülitustippmüra summutamiseks. Kõrgsageduslikel alumiiniumist elektrolüütkondensaatoritel on ka mitmetuumaline vorm, see tähendab, et alumiiniumfoolium on jagatud mitmeks lühemaks osaks ja mitu väljundlehte on ühendatud paralleelselt, et vähendada mahtuvusliku reaktiivtakistuse impedantsi komponenti. Ja väljundklemmina kasutatakse madala eritakistusega materjali, mis parandab kondensaatori võimet taluda suuri voolusid.
Digitaallülitus peab töötama stabiilselt ja usaldusväärselt, toiteallikas peab olema "puhas" ja energiavarustus peab olema õigeaegne, see tähendab, et filtreerimine ja lahtisidumine peavad olema head. Mis on filtri lahtisidumine, lihtsalt öeldes, see salvestab energiat, kui kiip ei vaja voolu, ja ma saan energiat õigel ajal täiendada, kui vajate voolu. Ärge öelge mulle, et see vastutus ei ole DCDC ja LDO kohustus? Jah, nad saavad sellega hakkama ka madalatel sagedustel, kuid kiired digisüsteemid on erinevad.
Vaatame kõigepealt kondensaatorit. Kondensaatori funktsioon on lihtsalt laengu salvestamine. Me kõik teame, et toiteallikale tuleks lisada kondensaatorite filtreerimine ja iga kiibi toiteallika kontaktile tuleks asetada {{0}},1 uF kondensaator lahtisidumiseks jne. Miks ma näen, et mõne plaadikiibi toiteallika kontakti kõrval olev kondensaator on 0.1uF või 0.01uF Jah, kas see on oluline? Selle mõistmiseks on vaja mõista kondensaatorite tegelikke omadusi. Ideaalne kondensaator on lihtsalt laenguhoidla, C. Tegelik valmistatud kondensaator pole aga nii lihtne. Toite terviklikkuse analüüsimisel kasutame tavaliselt kondensaatori mudelit.
Kuidas valida lülitustoite konstruktsioonis filtrikondensaatoreid õigesti?
ESR on kondensaatori jada ekvivalenttakistus, ESL on kondensaatori jada ekvivalentne induktiivsus ja C on tõeline ideaalne kondensaator. ESR ja ESL on määratud kondensaatori tootmisprotsessi ja materjaliga ning neid ei saa kõrvaldada. Millist mõju need kaks asja vooluringile avaldavad? ESR mõjutab toiteallika pulsatsiooni ja ESL kondensaatori filtri sageduskarakteristikuid.
Teame, et kondensaatori Zc=1/ωC mahtuvuslik reaktiivtakistus, induktiivpooli Zl=ωL, (ω=2πf), tegeliku kondensaatori komplekstakistus on Z=ESR pluss jωL-1/jωC=ESR pluss j2πf L-1/j2πf C. On näha, et kui sagedus on väga madal, mängib mahtuvus rolli ja kui sagedus jõuab teatud tasemeni, ei saa ignoreerida induktiivsuse rolli ja kui sagedus on kõrge, siis mängib induktiivsus juhtivat rolli. Kondensaatorid kaotavad oma filtreeriva efekti. Nii et pidage meeles, et kondensaatorid ei ole ainult kõrgetel sagedustel töötavad kondensaatorid.
Nagu eespool mainitud, määratakse kondensaatori samaväärne jadainduktiivsus kondensaatori tootmisprotsessi ja materjali järgi. Tegeliku kiipkeraamilise kondensaatori ESL ulatub mõnest kümnendikust nH kuni mitme nH. Mida väiksem on pakett, seda väiksem on ESL.
Kondensaatori filtrikõveralt näeme ka, et see ei ole tasane, see on nagu 'V', mis tähendab, et sellel on sageduse valiku omadused. Mõnikord soovite, et see oleks võimalikult terav (filtreeritud või sälk). Seda omadust mõjutab kondensaatori kvaliteeditegur Q Q{0}}/ωCESR. Mida suurem on ESR, seda väiksem on Q ja seda lamedam on kõver. Vastupidi, mida väiksem on ESR, seda suurem on Q ja seda teravam on kõver. Üldiselt on tantaalkondensaatoritel ja alumiiniumi elektrolüüsil suhteliselt väike ESL ja suur ESR, seega on tantaalkondensaatoritel ja alumiiniumelektrolüüsil lai efektiivne sagedusvahemik, mis sobib väga hästi plaaditaseme eelfiltreerimiseks. See tähendab, et DCDC või LDO sisendaste filtreeritakse sageli suurema võimsusega tantaalkondensaatoriga. Ja lahtiühendamiseks pange mõned 10uF ja 0,1uF kondensaatorid kiibi lähedusse, keraamilistel kondensaatoritel on väga madal ESR.
