خازن های الکترولیتی در منابع تغذیه سوئیچینگ چگونه عمل می کنند؟

خازن های الکترولیتی در منابع تغذیه سوئیچینگ چگونه عمل می کنند؟
 

عملکرد خازن های الکترولیتی در منبع تغذیه سوئیچینگ شامل بای پس، جداسازی، فیلتر کردن و ذخیره انرژی است.

1. خازن های بای پس دستگاه های ذخیره انرژی هستند که انرژی را برای دستگاه های محلی تامین می کنند که می تواند خروجی تنظیم کننده ولتاژ را همگن کند و تقاضای بار را کاهش دهد. درست مانند یک باتری قابل شارژ کوچک، خازن بای پس را می توان شارژ و در دستگاه تخلیه کرد.

2. Decoupling: اشاره به حذف نویز روی پایه های منبع تغذیه یک تراشه است که در اثر عملکرد خود تراشه ایجاد می شود. پیکربندی خازن‌های جداکننده می‌تواند نویز ناشی از تغییرات بار را سرکوب کند و یک روش معمول در طراحی قابلیت اطمینان بردهای مدار چاپی است.

3. فیلتر کردن: خازن ها تغییرات ولتاژ را به تغییر جریان تبدیل می کنند. هرچه فرکانس بالاتر باشد، جریان پیک بیشتر است، بنابراین ولتاژ بافر می شود. فیلتر کردن فرآیند شارژ و تخلیه است.

خازن های الکترولیتی نوعی خازن هستند که دارای یک فویل فلزی به عنوان الکترود مثبت (آلومینیوم یا تانتالیوم) و یک فیلم اکسیدی (اکسید آلومینیوم یا پنتوکسید تانتالیوم) است که به عنوان دی الکتریک به الکترود مثبت متصل است. کاتد از مواد رسانا، الکترولیت ها (که می توانند مایع یا جامد باشند) و مواد دیگر تشکیل شده است. از آنجایی که الکترولیت بخش اصلی کاتد است، خازن های الکترولیتی به نام آن نامگذاری می شوند. در عین حال، پایانه های مثبت و منفی خازن الکترولیتی نباید اشتباه وصل شوند. خازن های الکترولیتی آلومینیومی را می توان به چهار دسته تقسیم کرد: خازن های الکترولیتی آلومینیومی نوع سرب. خازن الکترولیتی آلومینیومی نوع شاخ گاو; خازن الکترولیتی آلومینیومی نوع پیچ؛ خازن های الکترولیتی آلومینیومی حالت جامد.

مسائلی که نیاز به توجه دارند

1. به دلیل قطبیت مثبت و منفی خازن های الکترولیتی، هنگام استفاده در مدارها نمی توان آنها را وارونه وصل کرد: در مدارهای قدرت،

هنگام خروجی ولتاژ مثبت، قطب مثبت خازن الکترولیتی به ترمینال خروجی برق وصل شده و قطب منفی به زمین متصل می شود. هنگام خروجی ولتاژ منفی، الکترود منفی به ترمینال خروجی وصل شده و الکترود مثبت به زمین متصل می شود.

هنگامی که قطبیت خازن فیلتر در مدار منبع تغذیه معکوس می شود، اثر فیلتر خازن به شدت کاهش می یابد و از یک طرف باعث ایجاد نوسانات در ولتاژ خروجی منبع تغذیه می شود و از طرف دیگر به عنوان یک مقاومت عمل می کند. تولید گرما آسان است هنگامی که ولتاژ معکوس از مقدار معینی فراتر رود، مقاومت نشتی معکوس خازن بسیار کوچک می شود، که ممکن است باعث انفجار خازن و آسیب دیدن خازن به دلیل گرمای بیش از حد در مدت کوتاهی پس از روشن شدن شود.

2. ولتاژ اعمال شده به هر دو سر خازن الکترولیتی نمی تواند از ولتاژ کاری مجاز آن بیشتر شود و با توجه به شرایط خاص هنگام طراحی مدار واقعی باید حاشیه مشخصی رزرو شود. هنگام طراحی خازن فیلتر یک منبع تغذیه تنظیم شده، اگر ولتاژ منبع تغذیه AC 220 ولت باشد، ولتاژ یکسوسازی در سمت ثانویه ترانسفورماتور می تواند به 22 ولت برسد. در این زمان، انتخاب یک خازن الکترولیتی با ولتاژ تحمل 25 ولت به طور کلی می تواند الزامات را برآورده کند. با این حال، اگر ولتاژ منبع تغذیه AC نوسانات زیادی داشته باشد و ممکن است به بالای 250 ولت برسد، بهتر است یک خازن الکترولیتی با ولتاژ مقاومتی 30 ولت یا بالاتر انتخاب کنید.

3. خازن های الکترولیتی نباید به المنت های حرارتی پرقدرت در مدار نزدیک باشند تا از خشک شدن الکترولیت در اثر گرم شدن جلوگیری شود.

4. برای فیلتر کردن سیگنال های با قطب مثبت و منفی می توان از روش اتصال دو خازن الکترولیتی به صورت سری با قطبیت یکسان به عنوان خازن غیر قطبی استفاده کرد.