Wie wählt man den Filterkondensator beim Entwurf eines Schaltnetzteils richtig aus?
Der Filterkondensator spielt im Schaltnetzteil eine sehr wichtige Rolle. Die richtige Auswahl des Filterkondensators, insbesondere die Auswahl des Ausgangsfilterkondensators, ist ein Problem, das jedem Ingenieur und Techniker große Sorgen bereitet. Wir können verschiedene Kondensatoren im Stromfilterkreis sehen, 100 uF, 10 uF, 100 nF, 10 nF mit unterschiedlichen Kapazitätswerten. Wie werden diese Parameter bestimmt? Sag mir nicht, dass ich den Schaltplan von jemand anderem kopiert habe, huh, huh.
Bei üblichen Elektrolytkondensatoren, die in Stromkreisen mit einer Netzfrequenz von 50 Hz verwendet werden, beträgt die pulsierende Spannungsfrequenz nur 100 Hz und die Lade- und Entladezeit liegt in der Größenordnung von Millisekunden. Um einen kleineren Pulsationskoeffizienten zu erhalten, beträgt die erforderliche Kapazität Hunderttausende μF. Daher besteht das Ziel gewöhnlicher Niederfrequenz-Aluminium-Elektrolytkondensatoren darin, die Kapazität zu erhöhen. Die wichtigsten Parameter der Vor- und Nachteile. Der Ausgangsfilter-Elektrolytkondensator im Schaltnetzteil weist jedoch eine Sägezahnwellen-Spannungsfrequenz von mehreren zehn kHz oder sogar mehreren zehn MHz auf. Derzeit ist die Kapazität nicht der Hauptindikator. Der Standard zur Messung der Qualität von Hochfrequenz-Aluminium-Elektrolytkondensatoren sind „Impedanz-“Frequenz“-Eigenschaften. Es ist eine niedrigere äquivalente Impedanz innerhalb der Betriebsfrequenz des Schaltnetzteils und gleichzeitig eine gute Filterung erforderlich Auswirkungen auf die Hochfrequenzspitzen, die beim Betrieb des Halbleiterbauelements entstehen.
Gewöhnliche Niederfrequenz-Elektrolytkondensatoren zeigen ab etwa 10 kHz eine Induktivität, die den Anforderungen von Schaltnetzteilen nicht gerecht wird. Der Hochfrequenz-Aluminium-Elektrolytkondensator für das Schaltnetzteil verfügt über vier Anschlüsse. Die beiden Enden des positiven Aluminiumblechs werden jeweils als positive Elektrode des Kondensators herausgezogen, und die beiden Enden des negativen Aluminiumblechs werden jeweils als negative Elektrode herausgezogen. Der Strom fließt von einem positiven Anschluss des Kondensators mit vier Anschlüssen ein, durchläuft das Innere des Kondensators und fließt dann vom anderen positiven Anschluss zur Last. Der von der Last zurückkehrende Strom fließt ebenfalls von einem Minuspol des Kondensators ein und fließt dann vom anderen Minuspol zum Minuspol der Stromversorgung.
Da der Kondensator mit vier Anschlüssen über gute Hochfrequenzeigenschaften verfügt, bietet er eine äußerst günstige Möglichkeit, die pulsierende Komponente der Spannung zu reduzieren und das Schaltspitzenrauschen zu unterdrücken. Hochfrequenz-Aluminium-Elektrolytkondensatoren haben auch eine mehradrige Form, das heißt, die Aluminiumfolie ist in mehrere kürzere Abschnitte unterteilt und mehrere Leitungen sind parallel geschaltet, um den Impedanzanteil in der kapazitiven Reaktanz zu reduzieren. Und die Verwendung von Materialien mit niedrigem Widerstand als Anschlussklemmen verbessert die Fähigkeit des Kondensators, großen Strömen standzuhalten.
Damit digitale Schaltkreise stabil und zuverlässig funktionieren, muss die Stromversorgung „sauber“ sein und die Energieauffüllung rechtzeitig erfolgen, d. h. die Filterung und Entkopplung muss gut sein. Was Filterentkopplung ist, bedeutet vereinfacht ausgedrückt, Energie zu speichern, wenn der Chip keinen Strom benötigt, und ich kann Energie rechtzeitig wieder auffüllen, wenn Strom benötigt wird. Sagen Sie mir nicht, dass diese Verantwortung nicht bei DCDC und LDO liegt? Ja, bei niedrigen Frequenzen können sie damit umgehen, aber digitale Hochgeschwindigkeitssysteme sind anders.
