Como selecionar corretamente o capacitor de filtro no projeto de comutação da fonte de alimentação?
O capacitor de onda desempenha um papel muito importante na fonte de alimentação chaveada. Como selecionar corretamente o capacitor do filtro, especialmente a seleção do capacitor do filtro de saída é um problema que preocupa muito todos os engenheiros e técnicos. Podemos ver vários capacitores no circuito do filtro de energia, 100uF, 10uF, 100nF, 10nF com diferentes valores de capacitância, então como esses parâmetros são determinados? Não me diga que copiei o diagrama esquemático de outra pessoa, hein, hein.
Capacitores eletrolíticos comuns usados em circuitos de frequência de energia de 50 Hz têm uma frequência de tensão pulsante de apenas 100 Hz, e o tempo de carga e descarga é da ordem de milissegundos. Para obter um coeficiente de pulsação menor, a capacitância necessária é tão alta quanto centenas de milhares de μF. Portanto, o objetivo dos capacitores eletrolíticos de alumínio de baixa frequência comuns é aumentar a capacitância. Os principais parâmetros de prós e contras. No entanto, o capacitor eletrolítico do filtro de saída na fonte de alimentação chaveada tem uma frequência de tensão de onda dente de serra tão alta quanto dezenas de kHz, ou mesmo dezenas de MHz. Neste momento, a capacitância não é o indicador principal. O padrão para medir a qualidade dos capacitores eletrolíticos de alumínio de alta frequência são as características de "impedância-"frequência", é necessário ter uma impedância equivalente mais baixa dentro da frequência operacional da fonte de alimentação de comutação e, ao mesmo tempo, ter uma boa filtragem efeito nos picos de alta frequência gerados quando o dispositivo semicondutor está funcionando.
Os capacitores eletrolíticos comuns de baixa frequência começam a mostrar indutividade em torno de 10 kHz, o que não pode atender aos requisitos de comutação de fontes de alimentação. O capacitor eletrolítico de alumínio de alta frequência dedicado à fonte de alimentação chaveada possui quatro terminais. As duas extremidades da folha de alumínio positiva são respectivamente puxadas como o eletrodo positivo do capacitor, e as duas extremidades da folha de alumínio negativa também são puxadas respectivamente como o eletrodo negativo. A corrente flui de um terminal positivo do capacitor de quatro terminais, passa pelo 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.
Como o capacitor de quatro terminais possui boas características de alta frequência, ele fornece um meio extremamente favorável para reduzir o componente pulsante da tensão e suprimir o ruído de pico de comutação. Os capacitores eletrolíticos de alumínio de alta frequência também têm uma forma de vários núcleos, ou seja, a folha de alumínio é dividida em várias seções mais curtas e vários condutores são conectados em paralelo para reduzir o componente de impedância na reatância capacitiva. E o uso de materiais de baixa resistividade como terminais de saída melhora a capacidade do capacitor de suportar grandes correntes.
Para que os circuitos digitais funcionem de forma estável e confiável, a fonte de alimentação deve ser "limpa" e a reposição de energia deve ser oportuna, ou seja, a filtragem e o desacoplamento devem ser bons. O que é filtrar e desacoplar, de forma simples, é armazenar energia quando o chip não precisa de corrente, e posso repor energia na hora que precisar de corrente. Não me diga que essa responsabilidade não é do DCDC e LDO? Sim, em baixas frequências eles podem lidar com isso, mas os sistemas digitais de alta velocidade são diferentes.
