Analyse van condensatorkarakteristieken in EMC-ontwerp van schakelvoedingen
Veel elektronische ontwerpers zijn zich bewust van de rol van filtercondensatoren in voedingen, maar de filtercondensatoren die worden gebruikt aan de uitgangszijde van schakelende voedingen zijn anders dan de filtercondensatoren die worden gebruikt in stroomfrequentiecircuits. Gewone elektrolytische condensatoren die worden gebruikt voor filtering in stroomfrequentiecircuits hebben een pulserende spanningsfrequentie van slechts 100 Hz en een laad- en ontlaadtijd in de orde van grootte van milliseconden. Om een kleinere pulsatiecoëfficiënt te verkrijgen, is een capaciteit van maximaal honderdduizenden microfacies vereist. Daarom worden gewone aluminium elektrolytische condensatoren over het algemeen gebruikt voor laagfrequente productie, met als doel voornamelijk de capaciteit te verbeteren. De capaciteit, de verliestangenswaarde en de lekstroom van condensatoren zijn de belangrijkste parameters om hun voor- en nadelen te onderscheiden.
Als elektrolytische condensator die wordt gebruikt voor uitgangsfiltering in een door een schakelaar geregelde voeding, kan de frequentie van de zaagtandgolfspanning daarop tientallen kilohertz of zelfs tientallen megahertz bereiken. De vereisten zijn anders dan die in laagfrequente toepassingen, en capaciteit is niet de belangrijkste indicator. De kwaliteit ervan wordt gemeten aan de hand van de impedantiefrequentiekarakteristieken, die vereisen dat de impedantie laag is binnen het werkfrequentiebereik van de door een schakelaar geregelde voeding. Tegelijkertijd worden voor de interne stroomvoorziening, vanwege de piekruis die wordt gegenereerd door halfgeleiderapparaten die beginnen te werken, die honderden kilohertz kunnen bereiken en ook een goed filtereffect hebben, over het algemeen gewone elektrolytische condensatoren gebruikt bij ongeveer 10 kilohertz voor lage frequenties. en hun impedantie begint inductief te lijken, niet in staat om te voldoen aan de vereisten van het gebruik van schakelende voedingen.
Een hoogfrequente aluminium elektrolytische condensator, speciaal ontworpen voor schakelaargeregelde voeding, die vier aansluitingen heeft. De twee uiteinden van de positieve aluminiumplaat worden respectievelijk naar buiten geleid als de positieve elektrode van de condensator, en de twee uiteinden van de negatieve aluminiumplaat worden ook naar buiten geleid als de negatieve elektrode. De stroom van de geregelde voeding vloeit van het ene positieve uiteinde van de condensator met vier aansluitingen, gaat door de condensator en vloeit vervolgens van het andere positieve uiteinde naar de belasting; De stroom die terugkomt van de belasting vloeit ook van het ene negatieve uiteinde van de condensator en vervolgens van het andere negatieve uiteinde naar het negatieve uiteinde van de voeding.
Omdat de condensator met vier aansluitingen goede hoogfrequente eigenschappen heeft, biedt deze een uiterst voordelig middel om de rimpelcomponent van de uitgangsspanning te verminderen en piekruis in de schakelaar te onderdrukken.
Hoogfrequente aluminium elektrolytische condensatoren zijn ook verkrijgbaar in de vorm van meerdere kernen, die de aluminiumfolie in kortere segmenten verdelen en meerdere kabels parallel verbinden om de weerstandscomponent in de capaciteit te verminderen. Tegelijkertijd worden materialen met een lage soortelijke weerstand gebruikt en worden schroeven gebruikt als aansluitklemmen om het vermogen van de condensator om grote stromen te weerstaan te vergroten.
Gestapelde condensatoren, ook wel niet-inductieve condensatoren genoemd, hebben doorgaans een cilindrische kern, wat resulteert in een grotere equivalente serie-inductie; De structuur van een gestapelde condensator is vergelijkbaar met die van een boek, maar wordt tenietgedaan door de tegenovergestelde richting van de magnetische flux die wordt gegenereerd door de stroom die er doorheen vloeit, waardoor de waarde van de inductantie wordt verminderd en betere hoogfrequente eigenschappen worden verkregen. . Dit type condensator wordt over het algemeen in een vierkante vorm gemaakt voor gemakkelijke bevestiging, en kan ook het machinevolume op passende wijze verminderen.
Bovendien is er een hoogfrequente elektrolytische condensator met vier aansluitingen, die de voordelen van de twee combineert met betere hoogfrequente eigenschappen.
