Kommutatsiya quvvat manbaini qurish jarayonida filtr kondensatorini qanday qilib to'g'ri tanlash kerak?
Filtrni kondensatori kommutatsiya quvvat manbaida juda muhim rol o'ynaydi. Filtrni kondensatorini qanday to'g'ri tanlash kerak, ayniqsa, chiqish filtri kondansatkichini tanlash har bir muhandis va texnikni juda tashvishga soladigan muammodir. Quvvat filtri pallasida turli xil sig'im qiymatlari bilan 100uF, 10uF, 100nF, 10nF bo'lgan turli xil kondansatörlarni ko'rishimiz mumkin, shuning uchun bu parametrlar qanday aniqlanadi? Birovning sxematik sxemasini ko‘chirib olganimni aytmang, ha, ha.
50 Gts quvvat chastotali davrlarida ishlatiladigan umumiy elektrolitik kondansatkichlar uchun pulsatsiyalanuvchi kuchlanish chastotasi faqat 100 Gts ni tashkil qiladi va zaryadlash va tushirish vaqti millisekundlar tartibida. Kichikroq pulsatsiya koeffitsientini olish uchun talab qilinadigan sig'im yuz minglab mF ga teng. Shuning uchun oddiy past chastotali alyuminiy elektrolitik kondansatkichlarning maqsadi sig'imni oshirishdir. Ijobiy va kamchiliklarning asosiy parametrlari. Shu bilan birga, kommutatsiya quvvat manbaidagi chiqish filtri elektrolitik kondansatkich o'nlab kHz yoki hatto o'nlab MGts gacha bo'lgan arra tishli to'lqin kuchlanish chastotasiga ega. Hozirgi vaqtda sig'im asosiy ko'rsatkich emas. Yuqori chastotali alyuminiy elektrolitik kondansatkichlarning sifatini o'lchash standarti "impedans-" Chastota" xarakteristikalari bo'lib, u kommutatsiya quvvat manbaining ish chastotasi doirasida pastroq ekvivalent empedansga ega bo'lishi va shu bilan birga yaxshi filtrlashga ega bo'lishi kerak. yarimo'tkazgich qurilmasi ishlaganda hosil bo'ladigan yuqori chastotali tirqishlarga ta'siri.
Oddiy past chastotali elektrolitik kondansatörler 10 kHz atrofida induktivlikni ko'rsata boshlaydi, bu esa quvvat manbalarini almashtirish talablariga javob bera olmaydi. Kommutatsiya quvvat manbaiga mo'ljallangan yuqori chastotali alyuminiy elektrolitik kondansatkich to'rtta terminalga ega. Ijobiy alyuminiy qatlamning ikkita uchi mos ravishda kondansatörning musbat elektrodi sifatida chiqariladi va salbiy alyuminiy qatlamning ikki uchi ham manfiy elektrod sifatida chiqariladi. Oqim to'rt terminalli kondansatkichning bir musbat terminalidan kiradi, kondensatorning ichki qismidan o'tadi va keyin boshqa musbat terminaldan yukga o'tadi; yukdan qaytib keladigan oqim ham kondansatörning bir salbiy terminalidan oqib chiqadi va keyin boshqa salbiy terminaldan quvvat manbaining salbiy terminaliga o'tadi.
To'rt terminalli kondansatör yaxshi yuqori chastotali xususiyatlarga ega bo'lganligi sababli, u kuchlanishning pulsatsiyalanuvchi komponentini kamaytirish va kommutatsiya shovqinini bostirish uchun juda qulay vositani ta'minlaydi. Yuqori chastotali alyuminiy elektrolitik kondansatkichlar ham ko'p yadroli shaklga ega, ya'ni alyuminiy folga bir nechta qisqaroq bo'limlarga bo'linadi va kapasitiv reaktivda impedans komponentini kamaytirish uchun bir nechta simlar parallel ravishda ulanadi. Chiqaruvchi terminallar sifatida past qarshilikli materiallardan foydalanish kondansatörning katta oqimlarga bardosh berish qobiliyatini yaxshilaydi.
Raqamli sxemalar barqaror va ishonchli ishlashi uchun elektr ta'minoti "toza" bo'lishi kerak va energiyani to'ldirish o'z vaqtida bo'lishi kerak, ya'ni filtrlash va ajratish yaxshi bo'lishi kerak. Filtrlash va ajratish nima, sodda qilib aytganda, bu chipga oqim kerak bo'lmaganda energiyani saqlashdir va men sizga oqim kerak bo'lganda energiyani o'z vaqtida to'ldirishim mumkin. Bu mas'uliyat DCDC va LDO uchun emasligini aytmang? Ha, past chastotalarda ular buni hal qilishlari mumkin, ammo yuqori tezlikdagi raqamli tizimlar boshqacha.
Keling, birinchi navbatda kondansatörni ko'rib chiqaylik. Kondensatorning vazifasi shunchaki zaryadni saqlashdir. Biz hammamiz bilamizki, quvvat manbaiga kondansatör filtrlash qo'shilishi kerak va ajratish uchun har bir chipning quvvat piniga {0}}.1uF kondansatör o'rnatilishi kerak va hokazo. Nima uchun men kondansatör ekanligini ko'raman. Ba'zi plata chiplarining quvvat pinining yonida 0.1uF yoki 0.01uF bor. Ha, buning nima keragi bor? Ushbu haqiqatni tushunish uchun biz kondensatorlarning haqiqiy xususiyatlarini tushunishimiz kerak. Ideal kondansatör faqat zaryadni saqlashdir, ya'ni C. Biroq, haqiqiy ishlab chiqarilgan kondansatör juda oddiy emas. Elektr ta'minotining yaxlitligini tahlil qilishda keng tarqalgan ishlatiladigan kondansatör modeli quyidagi rasmda ko'rsatilgan.
Rasmda ESR - kondansatörning ketma-ket ekvivalent qarshiligi, ESL - kondansatörning ketma-ket ekvivalent indüktansı va C - haqiqiy ideal kondansatör. ESR va ESL kondansatkichning ishlab chiqarish jarayoni va materiallari bilan belgilanadi va ularni yo'q qilish mumkin emas. Bu ikki narsa kontaktlarning zanglashiga qanday ta'sir qiladi. ESR quvvat manbai to'lqiniga ta'sir qiladi va ESL kondansatörning filtr chastotasi xususiyatlariga ta'sir qiladi.
Bizga ma'lumki, kondansatörning sig'imli reaktivligi Zc=1/ōC, induktorning induktiv reaktivligi Zl=ōL, (ō=2pf) va haqiqiy kondensatorning kompleks empedansi. bu Z=ESR plus jōL-1/jʼnC=ESR plyus j2pf L-1/j2pf c. Ko'rinib turibdiki, chastota juda past bo'lsa, sig'im rol o'ynaydi va chastota ma'lum darajada yuqori bo'lsa, indüktans rolini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi va chastota yuqori bo'lsa, indüktans rol o'ynaydi. yetakchi rol. Kondensator filtrlash ta'sirini yo'qotadi. Shunday qilib, esda tutingki, chastota yuqori bo'lsa, kondansatör shunchaki kondansatör emas.
Yuqorida aytib o'tilganidek, kondansatkichning ekvivalent seriyali indüktansı kondansatkichning ishlab chiqarish jarayoni va materiali bilan belgilanadi. Haqiqiy chipli keramik kondansatkichning ESL nH ning bir necha o'ndan bir qismidan bir necha nH gacha o'zgarib turadi va paket qanchalik kichik bo'lsa, ESL kichikroq bo'ladi.
Yuqoridagi kondensatorning filtr egri chizig'idan biz uning tekis emasligini, "V" ga o'xshashligini, ya'ni chastota-selektiv xususiyatlarga ega ekanligini va iloji boricha tekis bo'lishiga umid qilamiz ( bosqichdan oldingi taxta darajasidagi filtrlash), Va ba'zida siz uni iloji boricha aniq bo'lishini xohlaysiz (filtrlash yoki tishlash). Ushbu xarakteristikaga ta'sir qiluvchi narsa - kondansatör Q=1/ōCESR, Q=1/ōCESR, ESR qanchalik katta bo'lsa, Q shunchalik kichik va egri chiziq tekisroq bo'ladi. Aksincha, ESR qanchalik kichik bo'lsa, Q qanchalik katta bo'lsa va egri chiziq qanchalik aniq bo'lsa. Odatda, tantal kondansatkichlari va alyuminiy elektrolitiklari nisbatan kichik ESLga ega, ammo ESR katta, shuning uchun tantal kondansatkichlari va alyuminiy elektrolitiklari keng samarali chastota diapazoniga ega, bu esa old panel darajasidagi filtr uchun juda mos keladi. Ya'ni, DCDC yoki LDO ning kirish bosqichida filtrlash uchun ko'pincha katta hajmli tantal kondansatör ishlatiladi. Va ajratish uchun chipning yoniga 1{7}}uF va 0,1 uF kondansatörlarni qo'ying, keramik kondansatkichlar juda past ESRga ega.
