การวิเคราะห์ลักษณะความจุไฟฟ้าในการออกแบบ EMC ของพาวเวอร์ซัพพลาย

Jul 08, 2023

ฝากข้อความ

การวิเคราะห์ลักษณะความจุไฟฟ้าในการออกแบบ EMC ของพาวเวอร์ซัพพลาย

 

นักออกแบบอิเล็กทรอนิกส์หลายคนทราบบทบาทของตัวเก็บประจุตัวกรองในแหล่งจ่ายไฟ แต่ตัวเก็บประจุตัวกรองที่ใช้ที่เอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจะแตกต่างจากตัวเก็บประจุตัวกรองที่ใช้ในวงจรความถี่ไฟฟ้า ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าความถี่ของแรงดันไฟฟ้าที่เต้นเป็นจังหวะอยู่ที่ 100 Hz เท่านั้นและเวลาในการชาร์จและคายประจุจะอยู่ในลำดับมิลลิวินาที เพื่อให้ได้ค่าสัมประสิทธิ์การเต้นเป็นจังหวะขนาดเล็ก ความจุที่ต้องการจะสูงถึงไมโครฟารัดนับแสน ดังนั้นตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคธรรมดาจึงใช้สำหรับความถี่ต่ำ เป้าหมายหลักคือการเพิ่มความจุ ความจุ การสูญเสียแทนเจนต์ และกระแสไฟรั่วของตัวเก็บประจุเป็นตัวแปรหลักในการระบุข้อดีและข้อเสีย


ในฐานะที่เป็นตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าสำหรับการกรองเอาต์พุตในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่มีการควบคุม ความถี่ของแรงดันคลื่นฟันเลื่อยนั้นสูงถึงสิบกิโลเฮิรตซ์หรือแม้แต่สิบเมกะเฮิรตซ์ ข้อกำหนดแตกต่างจากข้อกำหนดในการใช้งานความถี่ต่ำ ความจุไม่ใช่ตัวบ่งชี้หลัก ข้อดีหรือข้อเสียคือลักษณะความถี่อิมพีแดนซ์ ซึ่งกำหนดให้มีอิมพีแดนซ์ต่ำในแถบความถี่การทำงานของแหล่งจ่ายไฟสลับที่ควบคุม นอกจากนี้ยังสามารถมีผลการกรองที่ดี โดยทั่วไปแล้ว ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรลีติคธรรมดาที่ใช้สำหรับความถี่ต่ำจะอยู่ที่ประมาณ 10 kHz และอิมพีแดนซ์ของตัวเก็บประจุจะเริ่มปรากฏเป็นอุปนัย ซึ่งไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง


ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคความถี่สูงสำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งมีขั้วต่อสี่ขั้ว ปลายทั้งสองของแผ่นอลูมิเนียมที่เป็นขั้วบวกจะถูกดึงออกมาเป็นขั้วบวกของตัวเก็บประจุตามลำดับ และปลายทั้งสองของแผ่นอลูมิเนียมที่เป็นขั้วลบก็จะถูกดึงออกมาเป็นขั้วลบเช่นกัน กระแสของแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมไหลเข้าจากปลายด้านบวกด้านหนึ่งของตัวเก็บประจุสี่ขั้ว ผ่านตัวเก็บประจุแล้วไหลจากปลายด้านบวกอีกด้านไปยังโหลด กระแสที่ส่งกลับจากโหลดยังไหลเข้าจากปลายด้านลบของตัวเก็บประจุ แล้วไหลจากปลายด้านลบอีกด้านไปยังขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟ


เนื่องจากตัวเก็บประจุแบบ 4 ขั้วมีลักษณะความถี่สูงที่ดี จึงเป็นวิธีที่ดีอย่างยิ่งในการลดองค์ประกอบการเต้นของแรงดันเอาต์พุตและยับยั้งสัญญาณรบกวนสไปค์สวิตชิ่ง


ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคความถี่สูงยังมีรูปแบบหลายแกนซึ่งแบ่งอลูมิเนียมฟอยล์ออกเป็นหลายส่วนสั้น ๆ และเชื่อมต่อแบบขนานกับตัวนำหลายตัวเพื่อลดองค์ประกอบความต้านทานในรีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุ ในขณะเดียวกันก็ใช้วัสดุที่มีความต้านทานต่ำและใช้สกรูเป็นขั้วต่อตะกั่วเพื่อเพิ่มความสามารถของตัวเก็บประจุในการทนต่อกระแสขนาดใหญ่


ตัวเก็บประจุแบบลามิเนตเรียกอีกอย่างว่าตัวเก็บประจุแบบไม่เหนี่ยวนำ โดยทั่วไป แกนของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะถูกม้วนเป็นรูปทรงกระบอก และตัวเหนี่ยวนำอนุกรมที่เท่ากันนั้นมีขนาดใหญ่ โครงสร้างของตัวเก็บประจุแบบลามิเนตนั้นคล้ายกับของหนังสือ ออฟเซ็ตทำให้ค่าความเหนี่ยวนำลดลงและมีลักษณะความถี่สูงดีขึ้น โดยทั่วไป คาปาซิเตอร์ชนิดนี้จะทำเป็นรูปสี่เหลี่ยมซึ่งแก้ไขได้ง่ายและยังช่วยลดปริมาตรของเครื่องได้อย่างเหมาะสมอีกด้วย


นอกจากนี้ยังมีตัวเก็บประจุอิเล็กโทรลีติคความถี่สูงแบบเคลือบสี่ขั้วที่รวมเอาเพลทแบบสี่ขั้วและแบบลามิเนตเข้าด้วยกัน ซึ่งรวมข้อดีของทั้งสองไว้ด้วยกัน และมีลักษณะความถี่สูงที่ดีกว่า

 

Switch Bench Power Source

ส่งคำถาม