هنگام ایجاد منبع تغذیه سوئیچینگ چگونه باید خازن فیلتر را به درستی انتخاب کرد؟
منبع تغذیه سوئیچینگ به شدت به خازن فیلتر بستگی دارد. هر مهندس و تکنسین به شدت نگران این موضوع است که چگونه خازن فیلتر را به طور مناسب انتخاب کند، به خصوص انتخاب خازن فیلتر خروجی. ما میتوانیم خازنهای مختلفی را در مدار فیلتر قدرت مشاهده کنیم که به ترتیب ظرفیت خازنی 100uF، 10uF، 100nF و 10nF است. این پارامترها چگونه تعیین می شوند؟ لطفا از متهم کردن من به سرقت نمودار شماتیک شخص دیگری خودداری کنید.
فرکانس ولتاژ ضربان دار برای خازن های الکترولیتی معمولی مورد استفاده در مدارهای فرکانس برق 50 هرتز تنها 100 هرتز است و دوره شارژ و دشارژ در حد میلی ثانیه است. ظرفیت لازم برای بدست آوردن ضریب ضربان کمتر می تواند به صدها هزار فارنهایت برسد. به منظور بهبود ظرفیت خازن، خازن های الکترولیتی آلومینیومی با فرکانس پایین استاندارد طراحی شده اند. معیارهای مزایا و معایب اولیه با این حال، خازن الکترولیتی فیلتر خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ دارای فرکانس ولتاژ موج دندانهای است که میتواند به دهها کیلوهرتز یا حتی مگاهرتز برسد. ظرفیت در حال حاضر نشانگر اصلی نیست. معیار قضاوت در مورد کیفیت خازن های الکترولیتی آلومینیومی با فرکانس بالا، ویژگی های "امپدانس-" "فرکانس" آنها است. این خازن ها باید امپدانس معادل کمتری در فرکانس کاری منبع تغذیه سوئیچینگ داشته باشند و در عین حال فیلتر خوبی از اسپایک های فرکانس بالا تولید شده در هنگام کارکرد دستگاه نیمه هادی را نشان دهند.
منبع تغذیه سوئیچینگ را نمی توان استفاده کرد زیرا خازن های الکترولیتی فرکانس پایین استاندارد نمی توانند قبل از شروع به نشان دادن القایی، بالاتر از حدود 10 کیلوهرتز کار کنند. خازن الکترولیتی آلومینیومی فرکانس بالا منبع تغذیه سوئیچینگ دارای چهار اتصال است. الکترود مثبت خازن از دو سر ورق آلومینیومی مثبت و الکترود منفی آن از دو سر ورق آلومینیومی منفی تشکیل شده است. از طریق داخل خازن، و سپس از ترمینال مثبت دیگر به بار جریان می یابد. جریان برگشتی از بار نیز از یک پایانه منفی خازن وارد می شود و سپس از پایانه منفی دیگر به قطب منفی منبع تغذیه جریان می یابد.
خازن چهار ترمینال روش بسیار سودمندی را برای به حداقل رساندن مولفه پالسی ولتاژ و سرکوب نویز سنبله سوئیچینگ ارائه می دهد زیرا دارای خواص فرکانس بالا قوی است. فویل آلومینیومی به چندین بخش کوچکتر بریده می شود و چندین سرنخ به صورت موازی به هم متصل می شوند تا جزء امپدانس را در راکتانس خازنی کاهش دهند، که شکل دیگری از خازن الکترولیتی آلومینیومی فرکانس بالا است. علاوه بر این، ظرفیت خازن برای مدیریت جریان های سنگین با استفاده از مواد کم مقاومت به عنوان پایانه های خروجی افزایش می یابد.
منبع تغذیه باید "تمیز" باشد و دوباره پر کردن انرژی باید به موقع باشد تا مدارهای دیجیتال به طور پیوسته و قابل اعتماد کار کنند، به این معنی که فیلتر کردن و جداسازی باید موثر باشد. به بیان ساده، فیلتر کردن و جداسازی روشهای ذخیرهسازی انرژی هستند تا زمانی که تراشه به جریان نیاز داشته باشد، انرژی میتواند به سرعت دوباره پر شود. آیا جرات ندارید به من بگویید که DCDC و LDO مسئول این کار نیستند؟ بله، آنها می توانند آن را در فرکانس های پایین مدیریت کنند، اما سیستم های دیجیتال پرسرعت متفاوت عمل می کنند.
ابتدا به خازن نگاه می کنیم. تنها هدف خازن این است که به عنوان یک دستگاه ذخیره شارژ عمل کند. همه ما می دانیم که منبع تغذیه نیاز به فیلتر خازن دارد و پایه برق هر تراشه باید یک خازن {{0}}.1uF برای جداسازی نصب داشته باشد. چرا خازن های برخی از تراشه های برد به پایه پاور 0.1uF یا 0.01uF نزدیک هستند؟ واقعاً چه فایده ای دارد؟ ما باید ویژگی های واقعی خازن ها را درک کنیم تا این حقیقت را درک کنیم. یک خازن کامل چیزی نیست جز یک ذخیره سازی شارژ مبتنی بر C. با این حال، خازن واقعی ساخته شده چندان ساده نیست.
