تجزیه و تحلیل ویژگی های خازن در طراحی EMC منابع تغذیه سوئیچینگ
بسیاری از طراحان الکترونیک از نقش خازن های فیلتر در منابع تغذیه آگاه هستند، اما خازن های فیلتر استفاده شده در انتهای خروجی منابع تغذیه سوئیچینگ با خازن های فیلتری که در مدارهای فرکانس برق استفاده می شوند متفاوت است. خازن های الکترولیتی معمولی که برای فیلتر کردن مدارهای فرکانس قدرت استفاده می شوند دارای فرکانس ولتاژ ضربانی تنها 100 هرتز و زمان شارژ و دشارژ مرتبه میلی ثانیه هستند. برای به دست آوردن ضریب پالسی کوچکتر، ظرفیت تا صدها هزار میکرو رخساره مورد نیاز است، بنابراین، خازن های الکترولیتی آلومینیومی معمولی به طور کلی برای تولید فرکانس پایین استفاده می شود، با هدف عمدتاً بهبود ظرفیت. ظرفیت خازن، مقدار مماس تلفات و جریان نشتی خازن ها پارامترهای اصلی برای تشخیص مزایا و معایب آنها هستند.
به عنوان یک خازن الکترولیتی که برای فیلتر خروجی در منبع تغذیه تنظیم شده سوئیچ استفاده می شود، فرکانس ولتاژ موج دندانه اره روی آن می تواند به ده ها کیلوهرتز یا حتی ده ها مگاهرتز برسد. الزامات آن با موارد مورد نیاز در کاربردهای فرکانس پایین متفاوت است و ظرفیت خازن شاخص اصلی نیست. کیفیت آن با ویژگیهای فرکانس امپدانس آن اندازهگیری میشود، که نیاز به امپدانس پایین در محدوده فرکانس کاری منبع تغذیه تنظیمشده سوئیچ دارد. در عین حال، برای منبع تغذیه داخلی، با توجه به اوج نویز تولید شده توسط دستگاه های نیمه هادی که شروع به کار می کنند، که می تواند به صدها کیلوهرتز برسد و همچنین اثر فیلترینگ خوبی دارد، خازن های الکترولیتی معمولی معمولاً در حدود 10 کیلو هرتز برای فرکانس های پایین استفاده می شوند. و امپدانس آنها شروع به القایی به نظر می رسد و قادر به برآورده کردن الزامات استفاده از منبع تغذیه سوئیچینگ نیست.
یک خازن الکترولیتی آلومینیومی با فرکانس بالا که به طور خاص برای منبع تغذیه با تنظیم سوئیچ طراحی شده است که دارای چهار پایانه است. دو سر ورق آلومینیومی مثبت به ترتیب به عنوان الکترود مثبت خازن به بیرون هدایت می شوند و دو سر ورق آلومینیومی منفی نیز به عنوان الکترود منفی به بیرون هدایت می شوند. جریان منبع تغذیه تنظیم شده از یک سر مثبت چهار خازن ترمینال جریان می یابد، از خازن عبور می کند و سپس از انتهای مثبت دیگر به سمت بار جریان می یابد. جریان برگشتی از بار نیز از یک سر منفی خازن و سپس از سر منفی دیگر به انتهای منفی منبع تغذیه می رود.
از آنجایی که خازن چهار ترمینال دارای ویژگی های فرکانس بالا خوب است، وسیله ای بسیار سودمند برای کاهش مولفه موج دار ولتاژ خروجی و سرکوب نویز سنبله سوئیچ فراهم می کند.
خازن های الکترولیتی آلومینیومی با فرکانس بالا نیز به شکل هسته های متعددی هستند که فویل آلومینیوم را به بخش های کوتاه تری تقسیم می کنند و چندین لید را به صورت موازی به هم متصل می کنند تا جزء مقاومت در خازن را کاهش دهند. در عین حال، از مواد با مقاومت کم استفاده می شود و از پیچ ها به عنوان پایانه های سربی برای افزایش توانایی خازن در مقاومت در برابر جریان های بزرگ استفاده می شود.
خازنهای پشتهای، که به عنوان خازنهای غیر القایی نیز شناخته میشوند، معمولاً دارای هسته استوانهای هستند که منجر به یک سلف سری معادل بزرگتر میشود. ساختار یک خازن انباشته شبیه به ساختار یک کتاب است، اما به دلیل جهت مخالف شار مغناطیسی تولید شده توسط جریان عبوری از آن، لغو می شود، در نتیجه مقدار اندوکتانس کاهش می یابد و ویژگی های فرکانس بالا بهتری دارد. . این نوع خازن به طور کلی برای تثبیت آسان به شکل مربع ساخته می شود و همچنین می تواند حجم دستگاه را به طور مناسب کاهش دهد.
علاوه بر این، یک خازن الکترولیتی با فرکانس بالا چهار ترمینال انباشته شده وجود دارد که مزایای این دو را با ویژگی های فرکانس بالا بهتر ترکیب می کند.
