Welche Rolle spielen Elektrolytkondensatoren in Schaltnetzteilen?
Die Aufgaben von Elektrolytkondensatoren in Schaltnetzteilen sind: Bypass, Entkopplung, Filterung, Energiespeicherung.
1. Bypass-Kondensatoren sind Energiespeicher, die das lokale Gerät mit Energie versorgen, wodurch die Leistung des Reglers ausgeglichen und der Lastbedarf reduziert werden kann. Wie eine kleine wiederaufladbare Batterie können Bypass-Kondensatoren das Gerät aufladen und entladen.
2. Entkopplung: bezieht sich speziell auf die Beseitigung von Rauschen am Pin der Chip-Stromversorgungsröhre. Das Rauschen wird durch die Arbeit des Chips selbst erzeugt. Die Konfiguration von Entkopplungskondensatoren kann das durch Laständerungen auf der Leiterplatte erzeugte Rauschen unterdrücken. Dies ist eine gängige Praxis bei der Zuverlässigkeitskonstruktion.
3. Filterung: Kondensatoren wandeln Spannungsschwankungen in Stromänderungen um. Je höher die Frequenz, desto größer der Spitzenstrom, wodurch die Spannung gepuffert wird. Filterung ist der Vorgang des Ladens und Entladens.
Elektrolytkondensatoren sind Kondensatoren, deren Pluspol aus einer Metallfolie (Aluminium oder Tantal) besteht und deren Pluspol in der Nähe des Metalloxidfilms (Aluminiumoxid oder Tantalpentoxid) das Dielektrikum ist. Die Kathode besteht aus leitfähigem Material, Elektrolyt (Elektrolyt kann flüssig oder fest sein) und anderen Materialien. Da der Elektrolyt der Hauptbestandteil der Kathode ist, wird er Elektrolytkondensator genannt. Gleichzeitig können Plus- und Minuspol von Elektrolytkondensatoren nicht falsch angeschlossen werden. Aluminium-Elektrolytkondensatoren können in vier Kategorien unterteilt werden: bedrahtete Aluminium-Elektrolytkondensatoren; Megaphon-Aluminium-Elektrolytkondensatoren; verschraubte Aluminium-Elektrolytkondensatoren; Festkörper-Aluminium-Elektrolytkondensatoren.
Vorsichtsmaßnahmen
1. Da Elektrolytkondensatoren eine positive und eine negative Polarität haben, kann die Verbindung bei Verwendung im Stromkreis nicht vertauscht werden: im Stromversorgungsstromkreis.
Im Stromversorgungskreis ist der Pluspol des Elektrolytkondensators bei der Ausgabe einer positiven Spannung mit dem Ausgangsanschluss des Netzteils verbunden und der Minuspol mit Masse. Bei der Ausgabe einer negativen Spannung ist der Minuspol mit dem Ausgangsanschluss verbunden und der Pluspol geerdet.
Wenn die Polarität des Filterkondensators im Stromversorgungskreis umgekehrt wird, wird die Filterwirkung des Kondensators stark reduziert, was einerseits zu Schwankungen der Ausgangsspannung der Stromversorgung führt, andererseits aber einem Widerstand gleicht und sich leicht erhitzt. Wenn die Sperrspannung einen bestimmten Wert überschreitet, wird der Sperrleckwiderstand des Kondensators sehr gering, sodass der Kondensator kurz nach dem Einschalten durch Überhitzung und Rissbildung beschädigt werden kann.
2. Die Spannung des Elektrolytkondensators darf die zulässige Betriebsspannung nicht überschreiten. Bei der Auslegung des tatsächlichen Schaltkreises sollte je nach den spezifischen Umständen ein gewisser Spielraum gelassen werden. Bei der Auslegung von Filterkondensatoren für geregelte Stromversorgungen gilt: Wenn die Wechselstromversorgungsspannung 220 V beträgt und die Spannung auf der Sekundärseite des Gleichrichters des Transformators bis zu 22 V beträgt, kann die Wahl eines 25-V-Elektrolytkondensators im Allgemeinen die Anforderungen erfüllen. Wenn die Wechselstromversorgungsspannung jedoch schwankt und auf über 250 V ansteigen kann, ist es am besten, einen Elektrolytkondensator mit mehr als 30 V zu wählen.
3. Elektrolytkondensatoren im Schaltkreis sollten sich nicht in der Nähe von Hochleistungsheizelementen befinden, um zu verhindern, dass der Elektrolyt durch zu große Hitze austrocknet.
4. Für die positive und negative Polarität der Signalfilterung können zwei Elektrolytkondensatoren mit der gleichen Polarität in Reihe geschaltet werden, als unpolarer Kondensator.
