Como o capacitor do filtro deve ser escolhido corretamente ao criar uma fonte de alimentação chaveada?
A fonte de alimentação de comutação depende muito do capacitor do filtro. Todo engenheiro e técnico está extremamente preocupado com a questão de como escolher o capacitor do filtro adequadamente, especialmente a seleção do capacitor do filtro de saída. Podemos observar diferentes capacitores no circuito do filtro de potência, com valores de capacitância de 100uF, 10uF, 100nF e 10nF, respectivamente. Como esses parâmetros são determinados? Por favor, evite me acusar de roubar o diagrama esquemático de outra pessoa.
A frequência de tensão pulsante para capacitores eletrolíticos típicos usados em circuitos de frequência de energia de 50 Hz é de apenas 100 Hz, e o período de carga e descarga é da ordem de milissegundos. A capacitância necessária pode atingir centenas de milhares de F para obter um coeficiente de pulsação menor. Para melhorar a capacitância, são projetados capacitores eletrolíticos de alumínio de baixa frequência padrão. os principais prós e critérios de desvantagens. No entanto, o capacitor eletrolítico do filtro de saída da fonte de alimentação chaveada tem uma frequência de tensão de onda dente de serra que pode atingir dezenas de kHz ou até mesmo MHz. A capacitância não é o indicador principal no momento. Os critérios para julgar a qualidade dos capacitores eletrolíticos de alumínio de alta frequência são suas características de "impedância" e "frequência". Esses capacitores devem ter uma impedância equivalente menor dentro da frequência operacional da fonte de alimentação chaveada e, ao mesmo tempo, exibir uma boa filtragem dos picos de alta frequência produzidos quando o dispositivo semicondutor está operando.
A fonte de alimentação chaveada não pode ser usada porque os capacitores eletrolíticos padrão de baixa frequência não podem operar acima de 10 kHz antes de começarem a exibir indutividade. O capacitor eletrolítico de alumínio de alta frequência da fonte de alimentação chaveada possui quatro conexões. O eletrodo positivo do capacitor é formado pelas duas extremidades da folha de alumínio positiva, enquanto o eletrodo negativo é formado pelas duas extremidades da folha de alumínio negativa. A corrente flui de um terminal positivo do capacitor de quatro terminais, passa através do interior do capacitor, e então flui do outro terminal positivo para a carga; a corrente que retorna da carga também flui de um terminal negativo do capacitor e, em seguida, flui do outro terminal negativo para o terminal negativo da fonte de alimentação.
O capacitor de quatro terminais oferece um método muito vantajoso para minimizar o componente pulsante da tensão e suprimir o ruído de pico de comutação, pois possui fortes propriedades de alta frequência. A folha de alumínio é cortada em várias porções menores e vários condutores são ligados em paralelo para diminuir o componente de impedância na reatância capacitiva, que é outra forma de capacitor eletrolítico de alumínio de alta frequência. Além disso, a capacidade do capacitor de lidar com correntes pesadas é aumentada usando materiais de baixa resistividade como terminais de saída.
A fonte de alimentação deve ser "limpa" e a reposição de energia deve ser oportuna para que os circuitos digitais funcionem de forma constante e confiável, o que significa que a filtragem e o desacoplamento devem ser eficazes. Simplificando, a filtragem e o desacoplamento são métodos de armazenamento de energia para que a energia possa ser rapidamente reabastecida quando o chip exigir corrente. Você não se atreve a me dizer que DCDC e LDO não estão no comando disso? Sim, eles podem gerenciá-lo em baixas frequências, mas os sistemas digitais de alta velocidade funcionam de maneira diferente.
Primeiro, vamos olhar para o capacitor. O único propósito do capacitor é servir como um dispositivo de armazenamento de carga. Todos sabemos que a fonte de alimentação precisa de filtragem de capacitor e que o pino de alimentação de cada chip precisa ter um capacitor {{0}}.1uF instalado para desacoplamento. Por que os capacitores de alguns chips de placa estão próximos do pino de alimentação 0.1uF ou 0.01uF? Qual é o ponto, de fato? Devemos compreender as características reais dos capacitores para compreender esta verdade. Um capacitor perfeito nada mais é do que um armazenamento de carga baseado em C. O capacitor real não é tão simples, no entanto.
